CN107533189B - 渐变漫射体 - Google Patents
渐变漫射体 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107533189B CN107533189B CN201680023263.1A CN201680023263A CN107533189B CN 107533189 B CN107533189 B CN 107533189B CN 201680023263 A CN201680023263 A CN 201680023263A CN 107533189 B CN107533189 B CN 107533189B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- haze
- diffuser
- structured
- major surface
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 116
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 83
- 239000012788 optical film Substances 0.000 claims description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 54
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 38
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 38
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 34
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims description 33
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 32
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 19
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims description 16
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 100
- 239000010408 film Substances 0.000 description 43
- 239000000463 material Substances 0.000 description 28
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 10
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 8
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 8
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 8
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 4
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 3
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 3
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 3
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 3
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 3
- 238000013036 cure process Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 3
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 3
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 3
- 238000007645 offset printing Methods 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 3
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000089 Cyclic olefin copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910002710 Au-Pd Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004630 atomic force microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 description 1
- 239000012990 dithiocarbamate Substances 0.000 description 1
- 150000004659 dithiocarbamates Chemical class 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- UIIIBRHUICCMAI-UHFFFAOYSA-N prop-2-ene-1-sulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC=C UIIIBRHUICCMAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000010076 replication Effects 0.000 description 1
- 230000003362 replicative effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000007655 standard test method Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 150000003558 thiocarbamic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000003585 thioureas Chemical class 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
- G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
- G02B5/021—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
- G02B5/0221—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures the surface having an irregular structure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/04—Electroplating: Baths therefor from solutions of chromium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/38—Electroplating: Baths therefor from solutions of copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/10—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals
- C25D5/12—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals at least one layer being of nickel or chromium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/60—Electroplating characterised by the structure or texture of the layers
- C25D5/605—Surface topography of the layers, e.g. rough, dendritic or nodular layers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
- G02B1/11—Anti-reflection coatings
- G02B1/113—Anti-reflection coatings using inorganic layer materials only
- G02B1/115—Multilayers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
- G02B1/14—Protective coatings, e.g. hard coatings
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/0006—Arrays
- G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
- G02B3/005—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along a single direction only, e.g. lenticular sheets
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/0006—Arrays
- G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
- G02B3/0062—Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
- G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
- G02B5/0236—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element
- G02B5/0242—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element by means of dispersed particles
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
- G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
- G02B5/0263—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties with positional variation of the diffusing properties, e.g. gradient or patterned diffuser
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
- G02B5/0268—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the fabrication or manufacturing method
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
- G02B5/0273—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use
- G02B5/0278—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use used in transmission
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
- G02B5/0273—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use
- G02B5/0284—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use used in reflection
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
- G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
- G02B6/0051—Diffusing sheet or layer
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
- G02B6/0058—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide
- G02B6/0061—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide to provide homogeneous light output intensity
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0075—Arrangements of multiple light guides
- G02B6/0076—Stacked arrangements of multiple light guides of the same or different cross-sectional area
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/1336—Illuminating devices
- G02F1/133602—Direct backlight
- G02F1/133603—Direct backlight with LEDs
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/1336—Illuminating devices
- G02F1/133602—Direct backlight
- G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/04—Prisms
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
- G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
- G02B6/0053—Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/1336—Illuminating devices
- G02F1/133602—Direct backlight
- G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
- G02F1/133607—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members the light controlling member including light directing or refracting elements, e.g. prisms or lenses
Abstract
本发明描述了包括相背对的结构化第一主表面和结构化第二主表面的漫射体。第一主表面包括提供均匀的第一雾度的多个第一表面结构。第二主表面包括与边缘相邻的第一部分和与该第一部分相邻的第二部分。第一部分包括第一区域和位于第一区域与第二部分之间的第二区域。第二主表面包括在第二部分上提供均匀的第二雾度并且在第一部分中提供第三雾度的多个第二表面结构。第一区域中的第三雾度大于第二雾度,并且第二区域中的第三雾度单调递减。第二部分的表面积为第二主表面的表面积的至少90%。
Description
背景技术
液晶显示器(LCD)中所用的背光源可包括光导和将光注入光导的输入边缘中的多个发光二极管(LED)。漫射体可包括在显示器中在光导与LCD面板之间。有时可能在显示器中看到背光源的输入边缘附近有令人不快的照明强度变化。
发明内容
在本说明书的一些方面,提供包括相背对的第一主表面和第二主表面以及在第一主表面与第二主表面之间延伸的边缘的漫射体。第一主表面包括提供基本上均匀的第一雾度的多个第一表面结构,第二主表面包括与边缘相邻的第一部分和与第一部分相邻且与边缘相对的第二部分。第一部分包括与边缘相邻的第一区域和位于第一区域与第二部分之间的第二区域。第二主表面包括多个在第二主表面的第二部分提供基本上均匀的第二雾度并且在第二主表面的第一部分提供第三雾度的第二表面结构。第三雾度沿位于第二主表面的第一部分与第二部分之间的连续边界基本上等于第二雾度。第一区域中的第三雾度大于第二雾度,第二区域中的第三雾度随着沿从边缘朝向连续边界的方向的距离单调递减。第二部分的表面积为第二主表面的表面积的至少90%。
在本说明书的一些方面,提供一种制备漫射体的方法。该方法包括:提供具有第一结构化表面的第一微复制工具,提供具有相背对的第一主表面和第二主表面的基底,使用第一微复制工具使基底的第一主表面结构化,提供具有第二结构化表面的第二微复制工具,以及使用第二微复制工具使基底的第二主表面结构化。第一结构化表面具有基本上均匀的表面结构分布。第二结构化表面的表面结构分布在第二结构化表面的区域变化但在第二结构化表面的第二部分为基本上均匀的。第二部分的表面积为第二结构化表面的表面积的至少90%。提供第一微复制工具的步骤包括:通过使用第一电镀工艺电沉积金属以形成第一金属层,导致第一层的第一主表面具有第一平均粗糙度,以及通过使用第二电镀工艺将金属电沉积在第一主表面上以在第一主表面上形成第二金属层,导致第二层的第二主表面具有小于第一平均粗糙度的第二平均粗糙度。提供第二微复制工具的步骤包括使用切割系统将结构切入到预成形工具的表面中。
在本说明书的一些方面,提供包括光学膜以及与光学膜基本上同等延伸的光学漫射体的光学叠堆体。光学膜包括:结构化顶部表面,该结构化顶部表面包括多个沿第一方向线性延伸的基本平行顶部结构;以及结构化底部表面,该结构化底部表面包括多个沿不同于第一方向的第二方向线性延伸的基本平行底部结构,每个顶部结构和底部结构包括相对的第一弯曲面和第二弯曲面,这些弯曲面从结构的基部的相应相对第一端部和第二端部延伸并在结构的峰处相接。光学漫射体包括:结构化顶部表面,该结构化顶部表面面向光学膜的结构化底部表面并且在结构化顶部表面上具有基本上均匀的第一光学雾度;以及结构化底部表面,该结构化底部表面具有沿结构化底部表面的第一边缘的第一部分以及从第一部分延伸至结构化底部表面的相对第二边缘的第二部分,第二部分在第二部分具有基本上均匀的第二光学雾度,第一部分中的至少一些区域具有不小于第一光学雾度的第三光学雾度,第二光学雾度小于第一光学雾度。
在本说明书的一些方面,提供一种背光源,该背光源包括光源、具有靠近光源的输入表面与输出表面的光导、设置在光导上的光学漫射体、以及设置在光学漫射体上的光学膜。光学漫射体包括:结构化顶部表面,该结构化顶部表面在结构化顶部表面上具有基本上均匀的第一光学雾度;以及结构化底部表面,该结构化底部表面面向光导的输出表面,并且具有沿结构化底部表面的第一边缘靠近光导输入表面的第一部分以及从第一部分延伸至结构化底部表面的相对第二边缘的第二部分,第二部分在第二部分具有基本上均匀的第二光学雾度,第一部分中的至少一些区域具有不小于第一光学雾度的第三光学雾度,第二光学雾度不同于第一光学雾度。光学膜包括:第一结构化表面,该第一结构化表面包括多个面向光学漫射体的结构化顶部表面的基本线性平行第一结构;第二结构化表面,该第二结构化表面包括多个背向光学漫射体的结构化顶部表面的基本线性平行第二结构,每个第一结构和第二结构包括相对的弯曲的第一面和第二面,弯曲的第一面和第二面具有不同的曲率轴线。
附图说明
图1A是包括漫射体的显示器的示意性侧视图;
图1B是图1A的显示器的光导和光源的示意性顶视图;
图2A是漫射体的侧视图;
图2B-2C是图2A的漫射体的示意性底视图;
图3A-3D是示出雾度作为位置的函数的图;
图4是结构化表面的一部分的示意性平面图;
图5是结构化表面的一部分的示意性侧视图或剖视图;
图6是结构化表面的一部分的示意性平面图;
图7是功率谱密度与空间频率的图;
图8是结构化层的一部分的示意性侧视图或剖视图;
图9是示出用于制备结构化表面的示例性流程图;
图10是切削工具系统的示意性侧视图或剖视图;
图11是结构化层的一部分的示意性侧视图;
图12A-12C是雾度测量技术的示意图;
图13是雾度作为距离的函数的图;
图14A-14B是热点测量技术的示意图;
图15是热点对比度作为距离的函数的图;
图16是互补的累积倾斜度分布的图;
图17是光学膜的拆分正面侧视剖视面;
图18是包括光学膜和漫射体的背光源的拆分正面侧视剖视面;并且
图19是另一个光学膜的拆分正面侧视剖视面。
具体实施方式
在以下说明中参考附图,附图形成说明的一部分并且其中通过举例说明的方式示出。附图未必按比例绘制。应当理解,在不脱离本公开的范围或实质的情况下,可设想并进行其他实施方案。因此,以下具体实施方式不应被视为具有限制意义。
透射显示器诸如液晶显示器(LCD)中所用的背光源通常包括光导和光源,其可以包括被设置成将光注入光导的输入边缘中的多个发光二极管(LED)。光导通常包括被设置成使得通过光导的输出表面提取光的提取特征结构。漫射体可被置于光导与显示面板之间,以改善来自显示器的光输出的均匀性。然而,为了消除热点(被较低强度区域包围的相对较高强度区域),通常需要高雾度,但具有均匀高雾度的漫射体可不利地降低显示器的亮度。此问题可通过使用具有变化雾度的漫射体来解决,其中在注入边缘附近具有高雾度并且在远离注入边缘处具有较低雾度。然而,这可导致与雾度变化相关联的不期望的视觉伪影。
根据本说明书,已发现将漫射膜的两个独立漫射表面的效应与表现出可变雾度的两个表面中的仅一者相结合可提供均匀的高亮度,而不存在可能因可变雾度引起的不利光学伪影。在一些实施方案中,根据本说明书的光学漫射体包括提供基本上均匀的雾度的第一表面并且包括具有在输入边缘附近变化并且在远离输入边缘处为基本上均匀的雾度的相背对第二表面。在一些实施方案中,提供包括漫射膜的显示器,其中第二表面面向光导的输出表面。漫射体的第二表面还可提供抗浸润(AWO)功能,使得当漫射体紧邻光导放置时不形成光学伪影。漫射体的第二表面的结构提供比常规AWO层更稳健的抗浸润功能,因为第二主表面的结构可大于和/或布置密度高于常规AWO层以便提供期望的雾度水平。
图1A为显示器102的示意性侧视图,该显示器包括具有输入边缘106和输出表面108的光导104;与输出表面108相邻设置且具有背向输出表面108的第一主表面112和面向输出表面108的相背对第二主表面114的漫射体110;与漫射体110相邻设置且与光导104相对的光学膜120;与光学膜120相邻设置且与漫射体110相对的显示面板130;以及与输入边缘106相邻设置的光源140。光学膜120可为增亮膜(BEF),诸如正交棱镜膜。漫射体110可为本文所述的漫射体中的任一种。图1B为显示器102的一部分的示意性顶视图,该显示器包括光源140和具有输出表面108的光导104。在例示的实施方案中,包括多个光源140。如果光导104与显示面板130之间未放置合适的漫射体110,可在每个光源140附近的区域中看到热点。气隙可将漫射体110与光导104隔开,并且气隙可将漫射体110与光学膜120隔开。
光学膜120还可包括与漫射体110相邻的转向膜或再循环膜。合适的转向膜或再循环膜包括与本文同一天提交的名称为“OPTICAL FILM”(光学膜)的美国临时专利申请62/152486中描述的那些,并且该专利申请据此以不与本说明书相冲突的程度以引用方式并入本文。此类光学膜在本文其它地方也有所描述。
图2A为漫射体210的侧视图,该漫射体包括第一主表面212、相背对的第二主表面214、在第一主表面与第二主表面212和214之间延伸的第一边缘223以及相对的第二边缘225。第二主表面214包括与第一边缘223相邻的第一部分216以及与第一部分216相邻的第二部分218。第一主表面212包括提供基本上均匀的第一雾度的多个第一表面结构213。第二主表面214包括在第二主表面214的第二部分218上提供基本上均匀的第二雾度并且在第二主表面214的第一部分216中提供第三雾度的多个第二表面结构215。第三雾度在第一部分216的最靠近第一边缘223的第一区域216a(见图2B)中可以是基本上恒定的,并且在第一部分216的第二区域216b(见图2B)中可以是单调递减的。
第一结构化主表面和第二结构化主表面212和214大致沿正交的平面内方向延伸,从而可用于限定如图2A-2C所示的局部笛卡尔x-y-z坐标系。漫射体210的参考平面在x方向和y方向上延伸,并且漫射体210的厚度沿z方向。x方向可被描述为从第一边缘223朝向连续边界217的方向(见图2B),并且y方向可被描述为正交于x方向的平面内方向。y方向也可被描述为沿边缘223的方向,并且x方向可被描述为正交于y方向的平面内方向。
在图2A示出的实施方案中,表面结构213形成于设置在基底层233的主表面上的第一层234中,并且表面结构215形成于设置在基底层233的主表面上与第一层234相对的第二层236中。基底层233包括相背对的主表面237和239。第一层234和第二层236中的一者或两者可通过浇注和固化工艺形成,其中可固化树脂抵靠工具(例如,微复制工具)浇注并固化。用于形成第一层和/或第二层234和236的材料的固化可通过紫外线(UV)辐射、加热或任何其它已知的方法进行。或者,漫射体210可为单一层,其中表面结构213和215直接形成于该单一层的主外表面上。在这种情况下,可通过例如利用足够的热和压力压印热塑性基底来形成结构化第一主表面和结构化第二主表面。
通常,构成漫射体的一个或多个层是高度透光的,至少对于可见光谱内的大多数光是高度透光的。因此,此类一个或多个层通常对此类光具有低吸收率。用作载体膜或基底层233的示例性材料包括透光聚合物诸如聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、环烯烃聚合物以及这些类别聚合物的共聚物或组合。用作图案化第一层或第二层234或236的示例性材料包括透光聚合物诸如丙烯酸酯和环氧树脂。然而,也可以使用其它聚合物材料以及非聚合物材料。一个或多个层可具有任何合适的折射率,例如在1.4至1.8的范围内、在1.5至1.8的范围内、或在1.5至1.7的范围内,但也可使用该范围之外的值。可指定550nm或其它合适的设计波长下的折射率,或者折射率可为可见光波长范围内的平均值。可指定25℃下的折射率。
图2B为漫射体210的示意性底视图,示出了第二主表面214的第一部分和第二部分216和218,并且示出了位于第二主表面214的第一部分与第二部分216和218之间的连续边界217。第一部分216包括具有宽度W1a的第一区域216a和具有宽度W1b的第二区域216b。第一部分216与边缘223相邻,第二部分218与第一部分216相邻且与边缘223相对,第一区域216a与第一边缘223相邻,并且第二区域216b位于第一区域216a与第二部分218之间。第一部分和第二部分216和218可在整个漫射体210的长度L上延伸,或者可在整个漫射体的长度L上的至少90%延伸。第一区域和第二区域216a和216b可在整个漫射体210的长度L上延伸,或者可在整个漫射体的长度的至少90%上延伸。第一区域216a可紧邻边缘223,第二区域216b可紧邻第一区域216a,并且第二部分218可紧邻第二区域216b。第一部分216具有宽度W1=W1a+W1b,并且第二部分218具有宽度W2。已发现,如果使第三雾度大于第一部分216的第一区域216a中的第二雾度、随着第一部分的第二区域216b中距第一边缘223的距离单调递减(即,随x单调递减)并且沿位于第二主表面214的第一部分与第二部分216和218之间的连续边界217基本上等于第二雾度,可大幅减少与和光导的输入边缘相邻的光源相关联的热点,同时不产生与变化雾度相关联的光学伪影。在一些实施方案中,第二部分的宽度W2为漫射体的宽度W1+W2的至少90%。在一些实施方案中,W1除以W2小于0.9或小于0.95。在一些实施方案中,W1大于1mm、或大于2mm、或大于3mm、或大于5mm、或大于1cm。在一些实施方案中,W1a和W1b中的一者或两者大于0.5mm、或大于1mm、或大于2mm、或大于3mm、或大于5mm、或大于1cm。
第一主表面和第二主表面212和214的雾度可用表面结构213和215的幅值(例如,高度)、间距、侧向尺寸(例如,直径)和/或倾斜度的基本分布来描述。这些分布可在相比于其上分布变化的长度尺度较小但相比于表面结构213和215的尺寸较大的区域中确定。例如,分布可在第一部分216的区域231和第二部分218的区域232中确定。区域231可在第一区域216a中、在第二区域216b中或可横跨第一区域和第二区域216a和216b。区域231或232可为直径是区域231中结构的平均等效圆直径(ECDavg)的1倍、2倍、3倍、4倍或5倍的圆形区域,ECD将在本文其它地方进一步描述。或者,区域231或232可为具有例如100微米或1mm、或2mm、或3mm、或5mm固定直径的圆形区域。表面区域诸如区域231或232的雾度或清晰度可使用雾度计测定,这将在本文其它地方进一步描述。在一些实施方案中,表面结构215的幅值、间距或倾斜度的分布中的至少一者随第一部分216的第二区域216b中的区域231的位置(例如,x位置)改变。在一些实施方案中,表面结构215的幅值、间距或倾斜度的分布中的至少一者随第一部分216的第一区域216a中的区域231的y位置改变。在一些实施方案中,表面结构215的幅值、间距和倾斜度的分布中的每一者不随第二部分218中的区域232的位置改变。在一些实施方案中,表面结构213的幅值、间距和倾斜度的分布中的每一者不随第一主表面212上的位置改变。在一些实施方案中,表面结构215的幅值、间距和倾斜度的分布中的每一者不随第一部分216的第一区域216a中的区域231的x位置改变。在一些实施方案中,表面结构215的幅值、间距和倾斜度的分布不随y坐标改变。在此类实施方案中,可在沿y坐标延伸的区域中测定雾度。这在图2C中示出,其中区域231c可为具有例如1mm、2mm或3mm宽度的条带。
在一些实施方案中,倾斜度分布可用表面角度分布来表征,这将本文其它地方进一步描述。表面角度分布可用两个正交方向(例如,x方向和y方向)中的每一者的半峰半宽(HWHM)来表征。在一些实施方案中,第二主表面214的第一部分216中的至少一个区域(例如,区域231或231c)或第二主表面214的第二部分218中的至少一个区域(例如,区域232)具有第一表面角度分布和第二表面角度分布,第一表面角度分布在第一方向(例如,x方向)上具有第一半峰半宽(HWHM),第二表面角度分布在不同于第一方向的第二方向(例如,y方向)上具有第二HWHM。在一些实施方案中,第一HWHM不同于第二HWHM。在一些实施方案中,第二主表面214的任何区域处的第一HWHM不同于该区域中的第二HWHM。第一HWHM和第二HWHM中的每一者可小于约15度、或小于约10度、或小于约6度,并且可在例如约1度至约6度、或至约10度、或至约15度的范围内。第一HWHM和第二HWHM可相差例如至少1度或至少2度。
在一些实施方案中,第二部分218的表面积为第二主表面214的表面积的至少90%、或至少95%、或至少99%。在一些实施方案中,第二部分218不延伸至第二边缘225。相反,可存在与第二边缘225相邻的包括第二变化雾度的第三部分。第三部分的第二变化雾度可类似于第一部分216的变化雾度。此类漫射体可用于由相对两侧发光的侧光式背光源中。类似地,漫射体可具有在第一边缘与第二边缘223和225之间延伸的第三边缘和第四边缘,并且可存在分别与第三边缘和/或第四边缘相邻的第四部分和/或第五部分,其中雾度可以是变化的。
图11为结构化层1140的剖视图,该结构化层包括光散射粒子1166并且具有包括峰1172和谷1174的结构化表面1171。光线1175的方向由于光线1175在穿过结构化表面1171离开时发生折射而改变。由于结构化表面1171的几何结构逐点变化,因此穿过结构化表面1171离开的光的方向偏移逐点变化。此可变的方向偏移产生有助于层1140的雾度的表面。粒子1166也有助于层1140的雾度。例如,光线1178被一个或多个粒子1166散射,从而有助于雾度。由于峰1172下的粒子1166多于谷1174下的粒子,因此通过峰1172的光往往比通过谷1174的光散射更多。因此,结构化层中的表面结构可通过结构化表面的空气界面处的折射产生对雾度的贡献以及通过由于结构内包括的粒子产生散射两者来提供雾度。
由具有结构化表面的漫射体的层提供的雾度或清晰度可通过在低雾度基底(例如,雾度小于1%或小于0.5%)上复制该层并且使用雾度计测量穿过复制层和基底的雾度或清晰度来测定,这将在本文其它地方描述。例如,可制备在光学透明基底上复制的具有第一层234或第二层236的样本,并且可测量穿过该样本的雾度或清晰度。或者,由具有结构化表面的漫射体的层提供的雾度或清晰度可通过下列方法测定:测量表面的形貌(例如,通过使用共焦扫描激光显微镜(CSLM)或原子力显微镜(AFM)),测量层及层中可能包括的任何光散射粒子的折射率,以及使用常规的光线追踪技术计算表面结构对雾度或清晰度的贡献。
在一些实施方案中,漫射体可以不含或基本上不含光散射粒子或小珠。在此类实施方案中,由给定表面提供的雾度可通过用具有匹配相对表面材料的折射率的折射率的材料涂覆相对表面来测定。通过具有面向雾度计光源的给定表面的样本测得的总体雾度则为该给定表面提供的雾度。也可使用该折射率匹配技术测定给定表面的清晰度。
雾度或光学雾度可按照ASTM D1003-13“透明塑料的雾度和光透射率的标准测试方法(Standard Test Method for Haze and Luminous Transmittance of TransparentPlastics)”中所述那样来测量。雾度可使用ASTM D1003-13标准中所引用的购自美国马里兰州银泉市的毕克-加特纳公司(BYK-Gardner Inc.,Silver Springs,Md.)的HAZE-GARDPLUS计量仪来确定。与雾度相关的是清晰度或光学清晰度,其也可通过使用HAZE-GARDPLUS雾度计根据ASTM D1003-13标准来测量。
根据ASTM D1003-13标准的规定,HAZE-GARD PLUS雾度计在准直光源与积分球之间具有孔,用于测量被样本散射的来自光源的光。结构化层的区域中的雾度或清晰度可使用具有盖片的HAZE-GARD PLUS雾度计进行测量,该盖片在待测量区域的形状中具有切口并且被置于孔上,其中切口区域的中心与孔的中心对齐。盖片阻挡来自区域之外的区域的光进入积分球,因此仅测定覆盖切口区域的样本区域的雾度或清晰度。例如,阻挡除2mm狭缝以外的各处的光的盖片可置于孔上,然后可使用雾度计测定与孔相邻放置的样本的雾度。所得雾度读数则为2mm狭缝前方的样本区域的雾度。2mm狭缝用于测量例如在y方向上为均匀的样本的雾度。也可使用其它切口形状。例如,可使用具有2mm直径的圆形切口,或者具有对应于本文其它地方针对区域231,232或231c所述的几何结构的区域的切口。具有结构化表面的层的雾度可通过面向准直光源的结构化表面测定。当漫射体具有提供基本上均匀的雾度的第一表面和提供在整个第二表面上不均匀雾度的第二表面时,漫射体的总体雾度可通过面向光源的第一结构化表面或通过提供面向光源的更高雾度的表面测定。
当用于显示器中时,漫射体210可靠近光导设置,其中第二主表面214面向光导的输出主表面并且第一边缘223与光导的输入边缘相邻。第一雾度为与第一主表面212相关联的基本上均匀的雾度,其可大于第二雾度,该第二雾度为与第二主表面214的第二部分218相关联的基本上均匀的雾度。第一雾度可比第二雾度大至少约2%、至少约5%、至少约10%、或至少约15%、或至少约20%。例如,如果第一雾度为50%并且第二雾度为10%,则第一雾度比第二雾度大40%。在一些实施方案中,与第二主表面214的第一部分216相关联的第三雾度的最大值大于第一雾度。例如,第三雾度可比第一雾度大至少约2%、至少约5%、至少约10%、或至少约15%、或至少约20%。
图3示出本说明书的漫射体的雾度分布。漫射体的第一主表面提供为基本上均匀的并且具有值H1的第一雾度351。漫射体的第二主表面提供第二部分318(对应于第二部分218)中的第二雾度352和第一部分316(对应于第一部分216)中的第三雾度353。第一部分316的第一区域316a(对应于第一区域216a)中的第三雾度353大于第二部分318中的第二雾度352并且大于由第一主表面提供的第一雾度351。第二区域316b中的第三雾度353随着沿从第一边缘朝向第一部分与第二部分316和318之间的边界的方向的距离单调递减(即,随着x坐标单调递减)。漫射体具有由结构化第一主表面和第二主表面(例如,第一主表面和第二主表面212和214)的组合提供的总体雾度354。由于第三雾度353的贡献,总体雾度354可随位置而变化。在一些实施方案中,基底(例如,基底233)中包括的光散射粒子提供对总体雾度的附加贡献。需注意,总体雾度可能并非第一表面和第二表面的贡献的简单线性加总。第二部分318中的第二主表面的第二雾度352为约H2,并且第一部分316中的第二主表面的第三雾度353具有最大值Hm。在例示的实施方案中,
Hm>H1>H2。
已发现,雾度值的这种布置方式对于提供亮度输出同时减少热点可见度而不增加由于变化雾度引起的不利光学伪影特别有利。在一些实施方案中,Hm-H1为至少约2%、或至少约5%、或至少约10%,并且/或者H1-H2为至少约2%、或至少约5%、或至少约10%。在一些实施方案中,Hm为至少50%、或至少60%、或至少70%。在一些实施方案中,H1在约10%、或约15%至约50%、或至约60%、或至约70%、或至约80%、或至约90%、或至约95%、或至约100%的范围内。在一些实施方案中,H1大于约50%、或大于约60%、或大于约70%。在一些实施方案中,第一主表面具有在约1%、或约2%、或约3%至约30%、或至约40%的范围内的光学清晰度。在一些实施方案中,H2在约0.5%、或约1%、或约2%至约15%、或约18%、或约20%、或约40%、或约50%、或约70%、或约90%、或约95%的范围内。在一些实施方案中,第二主表面在该第二主表面的所有部分或区域中具有不大于约85%的光学清晰度。在一些实施方案中,第二主表面的第一部分或第二部分可具有大于1%、或大于2%、或大于3%并且可小于50%、或小于60%、或小于90%、或小于100%的光学清晰度。在一些实施方案中,第二主表面的第二部分可具有在约5%至约100%范围内的光学清晰度,并且第一主表面可具有在约3%至约20%范围内的光学清晰度。
一种另选的雾度分布如图3B所示。第一主表面提供基本上恒定的第一雾度351b,第二主表面的第二部分提供基本上恒定的第二雾度352b,并且第二主表面的第一部分提供第三雾度,该第三雾度在第一部分的第一区域中取基本上恒定的值353a并且在第二主表面的第二部分的第二区域中具有单调递减的值353b。
在本文所述的任一个实施方案中,第二主表面的第一部分的第二区域中的第三雾度可单调线性递减,如图3B所示,或者单调递减的雾度可由x坐标的多项式函数或分段多项式函数来描述。多项式函数可为样条,其可为三次样条。已发现,非线性函数诸如三次样条相比于简单的线性减小产生较少的光学伪影。
第一部分216的雾度可以或可以不取决于y坐标。图3C和图3D分别示出第三雾度353c和353d,第三雾度对于第一部分216中的固定x坐标为y坐标的函数。x坐标可处于第一区域或第二区域216a或216b中。第三雾度353c与y坐标无关,而第三雾度353d随y坐标周期性地变化。第三雾度可以周期地调制为与侧光式显示器中包括的LED相适应,例如以提供改善的均匀度。最高雾度区域可处于其中可能发生热点的区域中。由于背光源中所用提取器的配置,热点区域可相对于LED的位置偏移。在一些情况下,可能希望将最高雾度区域置于LED之间,因为提取器可在LED之间的位置产生热点。
在一些实施方案中,漫射体的总体雾度在整个漫射体内均匀变化,使得不产生由雾度突然变化引起的光学伪影。然而,可能希望雾度在第二主表面214的第一部分216的第二区域216b的宽度W1b的长度尺度上显著变化。尽管该长度尺度较小(例如,小于漫射体总体宽度(W1+W2)的10%),但如果漫射体的第一主表面具有可掩盖可能由第二主表面的变化雾度引起的任何伪影的均匀雾度,则雾度可在宽度W1b尺度上变化而基本上不存在不期望的光学伪影。为了同时避免由于快速变化的雾度而引起的光学伪影以及在宽度W1b的长度尺度上具有显著变化的雾度,可能希望雾度在大于光波长、或大于像素尺寸、或大于平均等效圆直径(ECDavg的长度尺度上逐渐改变,ECD将在本文其它地方进一步描述。在一些实施方案中,这一点通过选择充分大的W1b来实现。例如,W1b可大于约0.5mm、或大于约1mm、或大于约2mm、或大于约3mm、或大于约5mm。
如果雾度中不存在突然过渡部分,则可认为雾度连续或基本上连续变化。例如,如果第二主表面上的位置处的第三雾度不存在突然变化,则可认为第一部分216中的第三雾度基本上连续变化。如果当第一位置和第二位置彼此相距在0.1mm以内时,第一位置处的第一雾度值与第二位置处的第二雾度值相差超过10%,则可认为雾度突然变化。在一些实施方案中,第三雾度在第一部分216中不表现出任何突出变化。在一些实施方案中,对于相隔不超过0.1mm、或相隔不超过0.5mm的每对第一位置和第二位置,第一位置处的第三雾度与第二位置处的第三雾度之间的大小差值小于20%、或小于10%。
可使用任何产生期望的雾度分布的结构化表面。示例包括棱柱或棱柱状结构,其中棱柱可以:随机变形或不均匀间隔;为可不均匀间隔或可在一个方向上伸长到一定程度的随机或不规则结构;以及为沿两个正交平面内方向的尺寸可能受限的其它随机或不规则结构。
可通过例如在基底233的面239上印刷层236来制备结构化第二主表面。可印刷具有梯度的图案以产生期望的雾度梯度。可使用例如胶版印刷或喷墨印刷来完成印刷。可印刷透明树脂或含珠树脂以形成层236。例如,可使用包含或不含玻璃或聚合物小珠的可UV固化的丙烯酸类树脂。经印刷的图案可为高度、间距和/或直径或侧向尺寸具有梯度的小点或小透镜的形式。或者,结构化第二主表面可通过抵靠复制工具浇注并固化来制备,该复制工具的图案在高度、间距、侧向尺寸和/或倾斜度分布方面具有梯度。
已发现,第一主表面212具有根据WO 2014/081693(Pham等人)中大致所述形成的表面结构和/或第二主表面214具有根据美国专利8,657,472(Aronson等人)或8,888,333(Yapel等人)中大致所述所形成的表面结构是特别有利的,尽管在一些情况下,可能希望第二主表面的雾度大于如美国专利8,657,472(Aronson等人)或8,888,333(Yapel等人)所述表面的雾度。WO 2014/081693(Pham等人)、美国专利8,657,472(Aronson等人)和美国专利8,888,333(Yapel等人)中的每一者据此以不与本说明书相冲突的程度以引用方式并入本文。根据WO 2014/081693(Pham等人)形成的结构提供可用程度的雾度和光学清晰度,而根据美国专利8,657,472(Aronson等人)或8,888,333(Yapel等人)形成的结构也提供可用程度的雾度和光学清晰度,同时还提供抗浸润功能,在显示器中紧邻光导放置时,抗浸润功能可防止光学缺陷。如本文其它地方进一步所述,用于制备美国专利8,657,472(Aronson等人)或8,888,333(Yapel等人)的结构的工具可适于在第二主表面214的第一部分216中提供连续变化的雾度。用于描述第一主表面和第二主表面中的一者的量诸如ECD或倾斜度大小分布也可用于描述其它主表面。
当形成如WO 2014/081693(Pham等人)中所述的第一主表面以及如美国专利8,657,472(Aronson等人)或美国专利8,888,333(Yapel等人)中所述的第二主表面时,可能希望第一主表面的雾度(第一雾度)大于第二主表面的第二部分的雾度(第二雾度)。这至少出于两个原因。首先,如果第二雾度增大,则可能希望降低第一雾度以产生期望的总体雾度,并且将花费更多时间和成本来使用WO 2014/081693(Pham等人)的镀覆方法来制备低雾度表面。其次,漫射体可被构造成置于显示器中,其中第一主表面面向显示器的输出方向。在此类构造中,具有高雾度的结构化第一主表面可通过提供循环效应而有助于显示器获得高轴向亮度。此外,相对较高的第一雾度可有助于掩盖可能由第二主表面的第一部分中的变化雾度所产生的任何伪影。
结构化第一主表面或结构化第二主表面212和214的形貌可以沿厚度方向(z轴)相对于平行于结构化第一主表面和结构化第二主表面212和214的参考平面(x-y平面)的偏差来表示。在许多情况下,结构化表面的形貌使得可以识别出不同的单个结构。此类结构可为由结构化表面工具上的对应腔形成的突出部的形式,也可为由结构化表面工具上的对应突出部形成的腔的形式。结构沿两个正交平面内方向的尺寸通常受限。例如,在平面图中观察结构化第一主表面212或结构化第二主表面214时,单个结构通常不沿任何平面内方向以线性方式无限延伸。无论是突出部还是腔,结构在一些情况下还可被密集堆积,即,布置成使得许多或大多数相邻结构的至少部分边界基本上相交或一致。结构还可以不规则或不均一地分散在结构化表面上。在一些情况下,一些、大多数或基本上所有(例如>90%、或>95%、或>99%)结构可为弯曲的或包括倒圆或以其它方式弯曲的基础表面。在一些情况下,至少一些结构可为棱锥形状或由基本平坦的小平面以其它方式限定。给定结构的尺寸可用平面图中的等效圆直径(ECD)表达,并且结构化表面的结构可具有例如小于15微米、或小于10微米、或在4至10微米或4至15微米范围内的平均ECD。结构化表面和结构还可用本文别处讨论的其它参数来表征,例如由深度或高度对特征横向尺寸诸如ECD或平面图每单位面积表面上脊的总长的纵横比。可在不在结构化表面处或结构化表面上或者漫射体内的其它地方使用任何小珠的情况下提供漫射体的光学雾度、光学清晰度以及其它特征。
对于可识别出不同单个结构的结构化表面,该结构化表面可用结构的特征尺寸诸如横向尺寸或平面内尺寸来描述。例如,每个结构可表征为具有最大横向尺寸、最小横向尺寸和平均横向尺寸。如果单个结构沿两个正交平面内方向的尺寸受限,例如不沿任何平面内方向以线性方式无限延伸,则每个结构可表征为具有等效圆直径“ECD”。给定结构的ECD可定义为其在平面图中的面积与在结构平面图中的面积相等的圆的直径。例如,参考图4,示出了假想的结构化表面420a的平面图。结构化表面包括可分辨的结构421a,421b,421c,421d,这些结构可为突出部或腔。圆423a叠加于结构421a上,该圆在此平面中的面积大约等于结构421a的面积。圆423a的直径(ECD)为结构421a的等效圆直径(ECD)。通过对结构化表面的代表性区域中的所有结构的ECD值进行平均化,它们的结构化表面或结构则可被称为具有平均等效圆直径ECDavg。
示例性结构的高度在图5的假想结构化表面的图中示出。在该图中,光学漫射膜520包括具有结构化主表面520a的图案化层522。结构化表面520a包括可识别的单个结构521a,521b。结构化表面沿x-y平面延伸或限定x-y平面。示出了与x-y平面平行的三个参考平面:RP1、RP2和RP3。参考平面RP1、RP3可根据结构521a的最高部分和最低部分(分别)进行限定。参考平面RP2可位于对应于零曲率或接近零曲率的位置处,即,该位置处的表面既不像在峰的顶部那样向内弯曲,也不像在腔的底部那样向外弯曲。基于这些参考平面,可限定RP1与RP2之间的高度h1以及RP2与RP3之间的高度h2。结构的平均高度可定义为|h1|加上|h2|的平均值。在一些实施方案中,第一结构化表面包括通过参考平面(例如,参考平面RP2)中的等效圆直径(ECD)和沿厚度方向的平均高度来表征的密集堆积结构,并且每个结构的纵横比等于结构的平均高度除以结构的ECD。在一些实施方案中,结构的平均纵横比小于0.15、或小于0.10。在一些实施方案中,结构的平均纵横比在0.01至0.15的范围内。
在一些实施方案中,密集堆积结构趋于产生脊状特征结构,但在不存在密集堆积结构的情况下也可能出现脊状特征结构。在图6的假想结构化表面的图示中示出了脊。在该图中,光学漫射膜包括结构化主表面620a。结构化表面620a包括可识别的单个结构621a,621b,621c。结构化表面沿x-y平面延伸或限定x-y平面。脊可被描述为长的尖锐峰区域,沿结构621a,621b的边界相交在一起的至少一个短区段形成。脊或区段包括点p1、p2、p3。基于已知形貌的这些点中的每个点处的局部倾斜度和曲率可沿平行于梯度和垂直于脊的方向(见轴线a1、a2、a3)以及沿垂直于梯度和平行于脊的方向(见轴线b1、b2、b3)进行计算。此类曲率和倾斜度可用于确认点位于长的尖锐峰区域中。例如,可通过以下各项来识别脊上的点:沿两个垂直方向(例如,a1、b1)具有显著不同的曲率;垂直于脊(例如,a1)的尖锐曲率;梯度方向上的倾斜度(例如,沿脊的方向,见b1)小于平均倾斜度;以及足够长的区段长度。
结构化第一主表面和/或结构化第二主表面可表征为平面图中每单位面积的脊总长度小于200mm/mm2、或小于150mm/mm2、或者在10mm/mm2至200mm/mm2、或10mm/mm2至150mm/mm2的范围内。
单位样本面积的脊长可根据WO 2014/081693(Pham等人)中所述的方法测定。在该技术中,对于给定的漫射体样本,从样本的中心部分切下一片约1cm×1cm的样本。将样本片安装在显微镜载片上,并且其待表征的结构化表面被Au-Pd溅涂。使用共焦扫描激光显微镜(CSLM)获得结构化表面的两个高度轮廓。尽可能选择视野以提供形貌的良好采样。脊分析用于根据本文其它地方所述的原理来分析高度轮廓。
脊分析识别脊在二维高度图上的峰并且允许计算单位样本面积的脊总长度。可计算关于每个像素的沿梯度方向和横向于梯度方向的曲率。对曲率和倾斜度进行阈值分割以识别脊。
以下为可在脊分析中使用的脊的定义。
1.曲率定义:(a)gcurvature为沿梯度方向的曲率;(b)tcurvature为沿横向于(垂直于)梯度方向的曲率;(c)gcurvature通过使用沿梯度的三个点以及计算外切这三个点的圆计算得出;gcurvature=1/R,其中R为该圆的半径;(d)tcurvature通过使用沿横向于梯度的方向的三个点以及计算外切这三个点的圆计算得出;gcurvature=1/R,其中R为该圆的半径;(e)曲率被分配给这三个点的中心点;(f)这三个点的间距被选择为足够大以降低精细特征结构的影响,这些精细特征结构并非受关注的,但足够小,使得所关注的特征结构的贡献得以保留。
2.脊上的点的曲率在两个垂直方向之间显著不同。(a)gcurvature与tcurvature相差至少2倍(任一者可以更大)。
3.脊比大多数谷更尖锐。(a)曲率大于gcurvature分布的1个百分点的绝对值(gcurvature的1%低于1个百分点)。
4.倾斜度小于平均倾斜度。(a)脊上的gslope(沿梯度方向的倾斜度)小于表面的平均gslope。(b)脊顶部的倾斜度通常接近零,除非其位于高度倾斜的表面上。
5.脊足够长。(a)如果可能的脊的总长度(包括分支)短于沿可能的脊顶部的平均曲率半径,则该可能的脊不被视为脊;(b)如果可能的脊的总长度短于可能的脊的平均宽度的3倍,则该可能的脊不被视为脊;(c)需注意,这些尺寸为近似测量值。
6.分支足够长。(a)如果来自脊的中间部分的分支长于脊平均宽度的1.5倍,则该分支被视为脊的延续。否则,去除该分支;(b)需注意,这些尺寸为近似测量值。
在识别脊后,计算高度图中所有脊的总长度并将其除以高度图的面积。
在一些实施方案中,使用傅里叶功率谱测定漫射体的第一主表面或第二主表面的空间不规则性或随机性程度。形貌可相对于结构化表面沿其延伸的参考平面进行定义。例如,漫射体210的结构化第一主表面212(见图2A)通常位于x-y平面中或通常沿x-y平面延伸。使用x-y平面作为参考平面,则结构化第一主表面212的形貌可被描述为第一主表面212相对于参考平面的高度作为参考平面中的位置的函数,即,表面的z坐标作为(x,y)位置的函数。表面的z坐标可被称为表面轮廓或高度轮廓H(x,y)。如果通过这种方式测量结构化表面的形貌,则可分析形貌函数的空间频率成分以测定表面的空间不规则性或随机性程度(或用于识别结构化表面中存在的空间周期性)。
一般方法是使用快速傅里叶变换变换(FFT)函数分析空间频率成分。由于形貌提供沿两个正交的平面内方向(x和y)的高度信息,因此表面的空间频率成分可通过分析沿每个平面内方向的空间频率成分来充分表征。空间频率成分可通过测量结构化表面的足够大的代表性部分上的形貌以及计算每个平面内方向的傅里叶功率谱进行测定。然后在功率谱密度(PSD)与空间频率的图上绘制两个所得的功率谱。就所得的曲线包含任何局部频率峰(不对应于零频率)而言,此类的峰的大小可用本文其它地方结合图7所述的“峰比率”来表示。
用于测定傅里叶功率谱的详细过程在WO 2014/081693(Pham等人)中有述。在该方法中,对于给定的漫射体样本,从样本的中心部分切下一片约1cm×1cm的样本。将样本片安装在显微镜载片上,并且其待表征的结构化表面经过Au-Pd溅涂。使用共焦扫描激光显微镜(CSLM)获得结构化表面的两个高度轮廓。尽可能选择视野以提供形貌的良好采样以及存在的任何周期性。计算每个2D高度轮廓的二维(2D)功率谱密度(PSD)。2D PSD为2D高度轮廓H(x,y)的2D空间傅里叶变换量值的平方。MATALB被用于使用MATALB的快速傅里叶变换(FFT)函数计算PSD。在使用FFT之前,将2D汉宁窗应用于2D高度轮廓以帮助减小由2D高度轮廓的有限空间尺寸引起的FFT振荡。对x方向上的2D PSD加总以得到y方向(其可为顺维方向)上的一维(1D)PSD。同样,对y方向上的2D PSD加总以得到x方向(其可为横维方向)上的1DPSD。
现在将结合图7描述参照空间频率峰对1D PSD进行的分析。在该图中,为了进行示意性的说明而示出假想的傅里叶功率谱。可表示上述1D PSD函数中任一者(x或y)的曲线显示于功率谱密度(PSD)与空间频率的图中。假设竖直轴线(PSD)绘制在起始于零的线性标度上。所示的曲线具有频率峰,该频率峰(a)不对应于零频率,并且(b)由限定基线的两个相邻的谷界定。这两个相邻的谷由空间频率f1下的点p1和空间频率f2下的点p2识别。频率f1可被视为峰开始处的频率,并且f2可被视为峰结束处的频率。基线为连接p1和p2的直线段(虚线)。峰的大小可用图中的面积A和B来表示。面积A为介于频率峰与基线之间的面积。面积B为基线下方或下面的面积。即,B=(PSD(f1)+PSD(f2))*(f2-f1)/2。A+B的总和为频率峰下方或下面的面积。基于这些定义,峰的大小现在可用相对峰值振幅或“峰比率”来定义,如下所示:
峰比率=A/(A+B)。
可计算每个样本的两个1D PSD(两个傅里叶功率谱,一个为x方向上的功率谱,一个为y方向上的功率谱),并且就包括任何频率峰的傅里叶功率谱而言,可识别每条曲线的最突出峰。然后针对每条曲线的最突出峰,计算上述峰比率。由于测量了最突出峰,因此计算得到的峰比率为可存在于给定傅立叶功率谱中的所有峰的上限。通过这种方式测定峰比率的示例在WO 2014/081693(Pham等人)中有述。
在一些实施方案中,第一主表面具有由与相应的第一正交平面内方向和第二正交平面内方向相关联的第一傅里叶功率谱和第二傅里叶功率谱来表征的形貌,就第一傅里叶功率谱包括一个或多个不对应于零频率并且由限定第一基线的两个相邻的谷界定的第一频率峰而言,任何此类第一频率峰具有小于0.8或小于0.7的第一峰比率,并且就第二傅里叶功率谱包括一个或多个不对应于零频率并且由限定第二基线的两个相邻的谷界定的第二频率峰而言,任何此类第二频率峰具有小于0.8或小于0.7的第二峰比率。
用于表征本说明书的漫射体的第一主表面或第二主表面的另一个量为表面的倾斜度分布。在希望具有相对较缓倾斜度(例如,大部分倾斜度小于40度)的实施方案中,倾斜度分布提供对第二主表面特别可用的表征。在一些实施方案中,不超过约20%、或不超过约10%、或不超过约7%、或不超过约5%、或不超过约3%的第二主表面的第二部分的倾斜度大小大于约20度、大于约15度、大于约10度、或大于约7度、或大于约5度、或大于约3.5度。在一些实施方案中,第二表面主表面可具有较陡的倾斜度。例如,在一些实施方案中,不超过约20%、不超过约10%、不超过约7%的第二主表面的倾斜度大小大于约20度、或大于约30度、或大于约35度、或大于约40度。在一些实施方案中,第二主表面的相当大部分的倾斜度大小大于1度,并且第二主表面的相当大部分的倾斜度大小小于10度或小于15度。在一些实施方案中,至少约50%、或至少约70%、或至少约80%、或至少约85%、或至少约90%的第二主表面的第二部分的倾斜度大小大于1度。在一些实施方案中,不超过约85%、或不超过约80%的第二主表面的第二部分的倾斜度大小大于约15度、或大于约10度。
图8为结构化层840的一部分的示意性侧视图。结构化层840可例如对应于图2A的第二层236。图8示出结构860,其可为与主表面842相背对的主表面814中的微结构。结构860在该结构的整个表面上具有倾斜度分布。例如,该结构在位置810处具有倾斜度θ,其中θ为在位置810处垂直于结构表面的法线820(α=90度)与在相同位置处相切于结构860表面的切线830之间的角度。倾斜度θ也为切线830与层840的主表面842之间的角度。
第一主表面或第二主表面可使用例如原子力显微镜(AFM)或激光扫描共焦显微镜(CSLM)来表征,以测定表面轮廓H(x,y)(即,参考平面以上的表面的高度H为正交面内坐标x和y的函数)。沿相应x方向和y方向的倾斜度Sx和Sy可随后利用下述两个表达式计算:
倾斜度大小Sm可利用下述表达式计算:
可确定沿x方向的倾斜度分布、沿y方向的倾斜度分布以及倾斜度大小。
在一些实施方案中,第二主表面的第一部分或第二主表面的第二部分中的至少一个区域具有第一表面角度分布和第二表面角度分布,其中第一表面角度分布在第一方向上具有第一半峰半宽(HWHM)(例如,x方向上的倾斜度分布Sx可具有σx的HWHM),并且第二表面角度分布在不同于第一方向的第二方向上具有第二HWHM(例如,y方向上的倾斜度分布Sy可具有σy的HWHM)。在一些实施方案中,第一HWHM基本上等于第二HWHM,并且在一些实施方案中,第一HWHM不同于第二HWHM。例如,|σx-σy|可在约1度至约5度、或约1度至约10度、或约1度至约15度的范围内。在一些实施方案中,σx和σy中的每一者在约1度至约10度、或约1度至约15度的范围内。在一些实施方案中,σx和σy中的较大者对σx和σy中的较小者的比大于1、或大于1.1、或大于1.2、或大于1.5,并且小于15、或小于10、或小于5。在一些实施方案中,|σx-σy|除以σx+σy大于0.05、或大于0.1、或大于0.2。
可通过改变结构的幅值(例如,峰-谷高度)或通过改变相邻结构之间的间距来改变结构的分布。在一些实施方案中,第二主表面包括具有幅值分布和间距分布的表面结构,并且幅值分布和间距分布中的至少一者在第二主表面的整个第一部分中变化,并且幅值分布和间距分布各自在第二主表面的第二部分上为基本上均匀的。通过改变结构的高度分布、和/或间距分布、和/或形状的分布,可改变倾斜度分布。在一些实施方案中,第二主表面的表面结构具有在第二主表面的整个第一部分基本上连续变化(例如,从第一边缘223至第二主表面214的第一部分216与第二部分218之间的连续边界217基本上连续变化的倾斜度分布)并且在第二主表面的第二部分基本上均匀的倾斜度分布。
在一些实施方案中,第一主表面通过具有结构化表面的工具的微复制进行制备。工具的结构化表面可按照WO 2014/081693(Pham等人)所述的方法制得:通过使用第一电镀工艺电沉积金属以形成第一金属层,从而导致第一层的主表面具有第一平均粗糙度,以及通过使用第二电镀工艺将金属电沉积在第一层上以在第一层的主表面上形成第二金属层,从而导致第二层的主表面具有小于第一平均粗糙度的第二平均粗糙度,第二层的主表面对应于工具的结构化表面。
图9示出用于制备结构化表面诸如漫射体的第一主表面的工艺的示例性版本901。在该工艺的步骤902中,提供可用作底座的基部或基底,可将金属层电镀在该底座上。基底可采取多种形式中的一种,例如片、板或圆柱体。圆柱体的优势在于它们可用于产生连续卷制品。基底通常由金属制成,并且示例性金属包括镍、铜和黄铜。然而,也可使用其它金属。基底具有暴露表面(“基部表面”),在后续步骤中该暴露表面上将形成电沉积层。基部表面可为平滑和平坦的,或基本上平坦的。平滑抛光圆柱体的弯曲外表面可被视为基本上平坦的,特别是在考虑到在圆柱体表面上的任何给定点附近的较小局部区域时。基部表面可通过基部的平均粗糙度来表征。就这一点而言,基部表面的“粗糙度”或本文提及的其它表面的“粗糙度”可使用任何公认的粗糙度量度来量化,诸如平均粗糙度Ra或均方根粗糙度Rrms,并且假定在可很好地代表所讨论表面的整个相关区域的足够大区域内测量粗糙度。
在工艺901的步骤903中,使用第一电镀工艺在基底的基部表面上形成第一金属层。在此步骤开始之前,可对基底的基部表面涂底漆或以其它方式处理以提高粘附性。该金属可与构成基部表面的金属基本上相同。例如,如果基部表面包含铜,则在步骤903中形成的第一电镀层也可由铜制成。为形成第一金属层,第一电镀工艺使用第一电镀溶液。第一电镀溶液的成分(例如,溶液中所用金属盐的类型)以及其它工艺参数(诸如电流密度、电镀时间和基底速度)经过选择,使得第一电镀层不形成为平滑平坦的,而是具有结构化的且通过不规则的平坦小平面特征结构来表征的第一主表面。不规则特征结构的尺寸和密度通过电流密度、电镀时间和基底速度来确定,同时第一电镀溶液中所用的金属盐类型用于确定这些特征结构的几何形状。关于这一点的另外教导内容可见于专利申请公开US 2010/0302479(Aronson等人)。执行第一电镀工艺,使得第一电镀层的第一主表面具有大于基底基部平均粗糙度的第一平均粗糙度。
在步骤903中形成金属的第一电镀层之后,其结构化主表面具有第一平均粗糙度,在步骤904中使用第二电镀工艺形成金属的第二电镀层。第二金属层覆盖第一电镀层,由于它们的成分可能基本上相同,因此两个电镀层可能不再为可分辨的,并且第一层的第一主表面可变为基本上被去除并且不再可检测到。然而,第二电镀工艺不同于第一电镀工艺,其方式使得第二电镀层的暴露的第二主表面(尽管为结构化的和非平坦的)具有小于第一主表面的第一平均粗糙度的第二平均粗糙度。第二电镀工艺可在多个方面不同于第一电镀工艺,以便为第二主表面提供相对于第一主表面减小的粗糙度。
在一些情况下,步骤904的第二电镀工艺可至少通过添加有机平整剂(如框904a所示)来使用不同于步骤903中的第一电镀溶液的第二电镀溶液。有机平整剂是为镀槽带来在小凹陷中产生相对较厚沉积物并且在小突出部上产生相对较薄沉积物的能力的材料,小的表面不规则部分的深度或高度最终降低。利用平整剂,电镀部分将具有比基部金属更大的表面平滑度。示例性的有机平整剂可包括但不限于:磺化的、硫化的烃基化合物;烯丙基磺酸;各种类型的聚乙二醇类;以及硫代氨基甲酸酯类,包括二硫代氨基甲酸酯类或硫脲以及它们的衍生物。第一电镀溶液可包含至多痕量的有机平整剂。第一电镀溶液可具有小于100ppm、或75ppm、或50ppm的有机碳总浓度。第二电镀溶液中有机平整剂的浓度对第一电镀溶液中任何有机平整剂的浓度的比率可为例如至少50、或100、或200、或500。可通过调节第二电镀溶液中有机平整剂的量来调控第二主表面的平均粗糙度。
通过在第二步骤904中包括至少一种效果为相对于第一主表面减小第二主表面的粗糙度的电镀技术或特征结构,步骤904的第二电镀工艺还可以或另选地不同于步骤903的第一电镀工艺。抢电(框904b)和屏蔽(框904c)为此类电镀技术或特征结构的示例。此外,除有机平整剂之外或替代有机平整剂,可将一种或多种有机晶粒细化剂(框904d)添加到第二电镀溶液中以减小第二主表面的平均粗糙度。
在完成步骤904之后,具有第一电镀层和第二电镀层的基底可用作用于形成光学漫射膜的原始工具。在一些情况下,可利用第二金属或其它合适的材料来钝化或以其它方式保护工具的结构化表面,即在步骤904中形成的第二电镀层的结构化第二主表面。例如,如果第一电镀层和第二电镀层由铜构成,则结构化第二主表面可电镀有铬的薄涂层。铬或其它合适材料的薄涂层优选地足够薄以基本上保留结构化第二主表面的形貌和平均粗糙度。
在光学漫射膜的制备中不使用原始工具本身,而是可通过微复制原始工具的结构化第二主表面来制备一个或多个复制品工具,这些复制品工具随后可被用来制备漫射体的结构化表面。由原始工具制成的第一复制品将具有对应于结构化第二主表面的反转形式的第一复制品结构化表面。例如,结构化第二主表面上的突出部对应于第一复制品结构化表面上的腔。第二复制品可由第一复制品制得。第二复制品将具有对应于并且为原始工具的结构化第二主表面的非反转形式的第二复制品结构化表面。
在步骤904之后,在形成结构化表面工具之后,可在步骤906中通过由原始工具或复制品工具微复制来制备具有相同结构化表面(无论相对于原始工具为反转形式还是非反转形式)的光学漫射膜。结构化第一主表面可由工具使用任何合适的工艺形成,包括例如压印预成型膜或在载体膜上浇注并固化可固化层。
图10为可用于切削工具的切削工具系统1000的示意性侧视图,所述工具可被微复制以产生结构化表面,例如具有变化雾度的第二主表面的结构化表面。切削工具系统1000采用螺纹切削车床车削工艺,包括可通过驱动器1030围绕中心轴线1020旋转和/或沿中心轴线1020移动的辊1010,以及用于切削辊材料的切削器1040。切削器安装在伺服机构1050上,可通过驱动器1060沿x方向移动至辊内和/或沿辊移动。一般来讲,切削器1040垂直于辊和中心轴线1020安装,并且在辊围绕中心轴线旋转时被驱动到辊1010的可雕刻材料内。然后平行于中心轴线驱动切削器以产生螺纹切削。可同时以高频率和低位移来致动切削器1040,以在被微复制后得到例如结构860的辊中形成特征结构。
伺服机构1050为快速刀具伺服机构(FTS),并且包括快速调节切削器1040的位置的固态压电(PZT)装置(通常也称为PZT叠堆体)。FTS 1050允许切削器1040在x-、y-和/或z-方向上,或在偏轴方向上的高精确和高速移动。由于切削器1040可在x方向、y方向和/或z方向上移动,因此可形成在x方向和y方向中的一者或两者上具有变化的幅值或倾斜度分布的结构化表面。伺服机构1050可为能够相对于静止位置产生受控移动的任何高品质位移伺服机构。在一些情况下,伺服机构1050可牢靠地且可重复地提供分辨率为约0.1微米或更好的0至约20微米范围内的位移。
驱动器1060可沿平行于中心轴线1020的x方向移动切削器1040。在一些情况下,驱动器1060的位移分辨率优于约0.1微米、或优于约0.01微米。驱动器1030产生的旋转运动与驱动器1060产生的平移运动同步进行,以精确控制结构860的所得形状。
可使用切削工具系统1000制备可用于形成结构化第一主表面212(见图2A)的工具和/或可使用切削工具系统1000制备可用于形成结构化第二主表面214的工具。当用于制备用于形成结构化第二主表面214的工具时,所选择的由驱动器1030产生的旋转运动和由驱动器1060产生的平移运动使得对应于结构化第二主表面214的第一部分216的工具的部分的幅值分布、间距分布、结构形状分布和倾斜度分布中的一者或多者发生变化。
辊1010的可雕刻材料可为能够通过切削器1040进行雕刻的任何材料。示例性的辊材料包括金属诸如铜、各种聚合物、和各种玻璃材料。切削器1040可为任何类型的切削器,并在应用中可具有可能期望的任何形状。合适的切削器在美国专利8,657,472(Aronson等人)或8,888,333(Yapel等人)中有述。
结构化第二主表面可由所得工具使用任何合适的工艺形成,包括例如压印预成型膜或在基底上浇注并固化可固化层。可使用原始工具或工具的复制品来形成结构化表面,如本文其它地方所述。
在一些实施方案中,提供包括光学膜和本说明书所述的任一种光学漫射体的光学叠堆体,其中光学漫射体与光学膜基本上同等延伸,并且漫射体的结构化顶部表面(例如,第一主表面112或212)面向光学膜的结构化底部表面。光学膜可包括:结构化顶部表面,该结构化顶部表面包括沿第一方向线性延伸的多个基本平行顶部结构;以及结构化底部表面,该结构化底部表面包括沿不同于第一方向的第二方向线性延伸的多个基本平行底部结构,每个顶部结构和底部结构包括相对的第一弯曲面和第二弯曲面,这些弯曲面从结构的基部的相应相对的第一端部和第二端部延伸并在结构的峰处相接。在一些实施方案中,光学膜和光学漫射体沿其对应的边缘粘结在一起以在光学膜与光学漫射体之间形成气隙。在一些实施方案中,结构化顶部表面和结构化底部表面中的每一者包括多个基本上随机布置的结构。在一些实施方案中,光学漫射体包括:结构化顶部表面,该结构化顶部表面面向光学膜的结构化底部表面并且在结构化顶部表面上具有基本上均匀的第一光学雾度;以及结构化底部表面,该结构化底部表面具有沿结构化底部表面的第一边缘的第一部分以及从第一部分延伸至结构化底部表面的相对第二边缘的第二部分,第二部分在整个第二部分上具有基本上均匀的第二光学雾度,第一部分中的至少一些区域具有不小于第一光学雾度的第三光学雾度,第二光学雾度小于第一光学雾度。在一些实施方案中,顶部表面的第一光学雾度为基本上均匀的并且大于约70%,漫射体的第一部分的第一区域中的第三光学雾度大于95%,并且第二主表面的第二部分的第二光学雾度为基本上均匀的并且小于约70%。
在一些实施方案中,提供背光源,该背光源包括光源、具有靠近光源的输入表面与输出表面的光导、设置在光导上的本说明书的任一种光学漫射体、以及设置在光学漫射体上的光学膜。在一些实施方案中,该光学漫射体具有:结构化顶部表面,该结构化顶部表面在结构化顶部表面上具有基本上均匀的第一光学雾度;以及结构化底部表面,该结构化底部表面面向光导的输出表面,并且具有沿结构化底部表面的第一边缘靠近光导输入表面的第一部分以及从第一部分延伸至结构化底部表面的相对第二边缘的第二部分,第一部分的至少第一区域具有不小于第一光学雾度的第三光学雾度,第二部分在整个第二部分上具有基本上均匀的第二光学雾度,第二光学雾度不同于第一光学雾度。光学膜可包括:第一结构化表面,该第一结构化表面包括多个面向光学漫射体的结构化顶部表面的基本线性平行第一结构;第二结构化表面,该第二结构化表面包括背向光学漫射体的结构化顶部表面的多个基本线性平行第二结构,每个第一结构和第二结构包括相对的弯曲的第一面和第二面,弯曲的第一面和第二面具有不同的曲率轴线。
图17是可有利地与本说明书的漫射体配合使用的示例性光学膜的拆分正面侧视剖视面。光学膜1700包括具有微结构1712的顶部结构化表面1710,以及具有包括第一面1722和第二面1724的微结构的底部结构化表面1720。
在图17中,结构化表面(顶部结构化表面1710和底部结构化表面1720)被设置成使得微结构的长度方向大致不平行。在一些实施方案中,微结构的长度方向相互之间正交取向。然而,为了更方便地同时示出顶部结构化表面和底部结构化表面两者的横截面,图17(以及图18)为拆分正面侧视剖视面;即,如每个结构化表面左侧的参考坐标系所指,这些图实际上为两个拼接在一起的透视图。
顶部结构化表面1710包括微结构1712。在一些实施方案中,结构化顶部表面包括多个平行微结构。在一些实施方案中,平行微结构可为线性微结构。所谓线性意指一个微结构的峰是在整个顶部结构化表面的线(例如,当在顶部平面图中查看时)上。在一些实施方案中并且出于包括制造工艺限制方面的实际原因,线性微结构可包括偏离精确线性的小偏差。在一些实施方案中,微结构可为线性的,但在间距方面周期性或非周期性变化。在一些实施方案中,微结构可为线性的,但可在高度方面周期性或非周期性变化。在一些实施方案中,在相邻微结构之间可存在空间或“基体”。在一些实施方案中,顶部结构化表面1710在相邻微结构之间包括在约0.5μm至约5μm范围内的间距。间距可为恒定的或变化的。
微结构1712可为基本弯曲的。在一些实施方案中,微结构1712具有基本上圆柱或半圆柱形状。在一些实施方案中,微结构1712沿与微结构长度正交的横截面为半圆形或半椭圆形。在一些实施方案中,微结构1712通过高度h来表征,该高度沿与微结构1712的基部正交的线从微结构1712的峰至微结构1712的基部测量。顶部结构化表面1710上的最低点可用于确定微结构1712的基部。微结构1712也可通过曲率半径R来表征,并且h/R的比率可为任何合适的值。在一些实施方案中,h/R不大于0.4。
在一些实施方案中,在整个结构延伸方向上截取的结构的面的所有横截面的曲率中心可在一起考虑并称为曲率“轴线”。在一些实施方案中,弯表面的曲率轴线不同。
顶部结构化表面1710可通过任何合适的方法和任何合适的材料形成。例如,可选择性地蚀刻或研磨顶部结构化表面1710。在一些实施方案中,顶部结构化表面1710可至少部分通过双光子原模制作工艺形成。在一些实施方案中,顶部结构化表面1710依赖采用反转成型工具的浇注并固化工艺。在一些情况下,顶部结构化表面可由可紫外线交联或可紫外线固化的树脂形成,使得适当的光暴露导致树脂硬化,与模具或工具分离,并永久保持其形状。在一些实施方案中,顶部结构化表面1710可通过诸如3D打印的增材工艺形成。在一些实施方案中,顶部结构化表面1710可为注模成型的。顶部结构化表面1710可形成于单件材料中,或者可形成于设置在基底上的材料顶层或尺寸上稳定或抗翘曲的层中。一种或多种材料可根据其材料、物理或光学特性诸如清晰度、耐刮擦性或耐磨性、抗翘曲性、双折射性或缺乏这些特性、微复制能力、雾度、Tg(玻璃化转变温度)、与其它表面结合的可能性或任何其它合适的特性进行选择。
底部结构化表面1720包括微结构,每个微结构具有第一面1722和第二面1724。至于顶部结构化表面1710,微结构可为线性微结构;然而,应记得在图17中透视图是拆分的,由此使得在该图中所示的示例性构造中,顶部结构和底部结构的微结构大致正交于彼此延伸。底部结构化表面1720可包括间隔开的相邻结构,在一些实施方案中间距介于0.5μm和3μm之间。
第一面1722是基本上平坦的,因为在与微结构的长度正交的横截面中,它显示为直线。在其它实施方案中,第一面1722可具有弯曲度。第二面1724是弯曲的,因为在与微结构的长度正交的横截面中,它显示为弧形或曲线。在一些实施方案中,微结构可包括例如多于两个面,或者两个面和一个峰或接合部分。在一些实施方案中,第二面1724可具有恒定曲率,或者可具有分段曲率。在一些实施方案中,第二面1724可具有连续变化的曲率。在一些实施方案中,每个第一面可为相同或基本上相同的形状和尺寸。在一些实施方案中,每个第二面可为相同或基本上相同的形状和尺寸。在一些实施方案中,一个或多个第一面和第二面可在一个或多个形状或尺寸上变化,变化方式可为周期性的、非周期性的或渐变的。
光学膜1700可由任何合适的材料或材料组合整体形成,并且具有任何合适的尺寸。在一些实施方案中,光学膜1700可针对特定显示或照明应用设定尺寸或形状。光学膜1700的结构化表面上的结构可如所述的那样正交延伸,或者它们可只是在第一方向和第二方向上延伸或延伸,其中第一方向和第二方向彼此不同。例如,第一方向与第二方向之间的角度可介于78度和90度之间。在一些实施方案中,顶部结构化表面和底部结构化表面覆盖相同区域。在一些实施方案中,顶部结构化表面1710和底部结构化表面1720是相同整体膜的两个侧面。在一些实施方案中,两个结构化表面或其相应基底彼此层合或附接。
图18是包括光学膜和漫射体的背光源的拆分正面侧视剖视面。背光源1800包括光学膜1802,该光学膜具有包括微结构1812的顶部结构化表面1810、包括第一面1822和第二面1824的底部结构化表面1820、以及任选的中间层1830。背光源1800还包括漫射体1840、光导1850、反射体1860和光源1870。
光学膜1802类似于图17中所示的光学膜,包括具有微结构1812的顶部结构化表面1810以及具有包括第一面1822和第二面1824的微结构的底部结构化表面1820。光学膜1802还包括中间层1830,该中间层可为例如反射偏振片或者反射偏振片与四分之一波层或四分之一波片的组合。图18中的中间层1830为简化形式,由此可代表四分之一波片和线性反射偏振片两者,尽管这两者可被处理成单独的层。光学膜1802可为单一层或可由若干层合的部分或层形成。
适合用作中间层1830或中间层1830的部件的反射偏振片可为多层反射偏振片。多层反射偏振片由在经适当取向后具有内部折射率界面的交替高折射率层和低折射率层的共挤出组形成,所述界面具有合适的厚度以通过相长干涉反射特定偏振的光。反射偏振片的示例包括DBEF和APF(可购自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,Minn.))。
背光源1800的其余部分包括设置在光学膜1802与光导1850之间的漫射体1840、光导1850本身、反射体1860和光源1870。漫射体1840可为本文所述的任一种漫射体,其中漫射体的第一部分(例如,部分216)设置为最靠近光源1870。
在一些实施方案中,漫射体1840可基本上覆盖光导1850或光学膜1802的整个区域。在一些实施方案中,可将漫射体1840设计成能够防止对光导1850或底部结构化表面1820的峰产生物理损坏。损坏可包括刮擦或甚至是结构化表面的部分发生弯曲或断裂,例如在经受震动诸如冲击或碰撞之后。在特定应用中,漫射体1840可具有使其有利于吸收震动的物理特性,诸如使其适当缓冲的特性。
在一些实施方案中,漫射体1840可层合或附接到一个或多个光导1850和光学膜1802。漫射体1840可附接到光导1850,例如使用压敏或光学透明粘合剂层,或者通过一件或多件边带或衬带。在一些实施方案中,漫射体1840可通过低折射率粘合剂层粘结到光导1850。此类低折射率粘合剂层可包括多个空隙。
光导1850可为任何合适的尺寸或形状,并且可由任何合适的材料形成。在一些实施方案中,光导1850可例如由注模的单件丙烯酸类树脂形成,或者可由任何其它合适的材料形成。光导1850可选择具有有利光学特性的材料,有利的光学特性包括高透射率、低吸收率、低散射率或者诸如刚度、柔韧性或耐温性和抗翘曲性等物理特性。在一些实施方案中,光导1850可为楔形光导。在一些实施方案中,光导1850可包括或包含提取特征结构,诸如印刷点、负向微特征结构(即压痕,在其中空气/光导界倾向于通过以亚临界角散射或反射光来抑制全内反射,从而随后穿过光导的其它表面)或正向微特征结构。提取特征结构可排列成梯度图案,使得在光导区域上(最终在整个背光源1800上)均匀地提取光。换句话讲,提取特征结构在光导具有更多总体光的部分诸如靠近光源的区域可以较低密度堆积。或者,对于一些应用,提取特征结构在需要更大光输出的区域诸如手机键盘等上的数字或按钮下方可以较高密度堆积。提取特征结构可在尺寸、形状和数目上以周期性、渐变或非周期性方式变化。
反射器1860是作为光的宽带反射器的任何合适的层。在一些实施方案中,反射器1860是金属反射器,诸如铝或银,或者是其上沉积有金属反射表面的基底。在一些实施方案中,反射体1860是多层光学膜。
类似于本文所述的多层光学膜反射偏振片,多层光学膜反射器包括经仔细选择且能够在取向后形成双折射的交替的高折射率和低折射率聚合物材料层。这些层为共挤出的并经过取向,由此使得广谱光通过相长干涉被层之间的界面反射。每个层对的光学厚度经过设计,使得不同的层对有助于反射不同波长的光。示例性多层光学膜反射器为增强镜面反射器(即ESR,可购自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,Minn.))。合适的反射器可反射至少90%、95%、98%或甚至99%的光。反射器可提供表征为漫射(或甚至是朗伯曲线)、镜面或半镜面的反射图案。
光源1870可为任何合适的光源或光源组合。可使用传统光源,诸如发光二极管(LED)、冷阴极荧光灯(CCFL),甚至是白炽灯。在一些实施方案中,尽管在图18中将光源1870描述为单个对象,也可使用LED的组合来提供足够白的输入光,但根据应用,可利用任何合适的光谱或光谱组合。在一些实施方案中,LED可使用荧光体或其它降频转换元件。光源1870可包括合适的注入或准直光学器件,以有助于将光耦合到光导1850中或帮助形成光导的光输入。光源1870可设置在光导1850的任一侧上:例如,其可设置成使得从光导射出的来自光源1870的光首先入射到平坦的第一面上,或者从光导射出的来自光源1870的光首先入射到弯曲的第二面上。可相应地调节背光源1800的其余部件。
根据应用,背光源1800的总体设计的一些特性可能对其性能有显著影响;例如,光学膜1802的底部结构化表面1820和光导1850的输出分布的设计。光导1850的设计可考虑到光学膜1802可能具有提供比特定其它输入角度更理想输出的特定输入角度;换句话讲,光导和背光源整体可设计成提供具有这些输入角度的光学膜1802。也可采用相反的设计:可将光学膜1802设计成使光导的输出角度是提供理想输出的输入角度。可将漫射体1840设计成减少热点并且提供对光学膜1802的保护。
光学膜1802可被构造成使得至少一些最终射出背光源1800的由光源1870发射的光被顶部结构化表面1810再循环。所谓再循环,意指光被反射或以其它方式重新定向回光导1850。这样的光可被反射体1860反射并且被定向回光学膜1802。由于至少一些由顶部结构化表面1810重定向的光不处于优选的视角或者可能不以其它方式处于可用的或期望的角度,因此重定向可被称为再循环,因为光穿过背光源再次循环。在一些实施方案中,至少10%的由光源1870发射的光被顶部结构化表面1810再循环。在一些实施方案中,至少20%的由光源1870发射的光被顶部结构化表面1810再循环。
图19是可与图18所示的本说明书的漫射体配合使用的另一种光学膜的拆分正面侧视剖视面。光学膜1900包括:具有微结构1912的顶部结构化表面1910,其中微结构通过第一顶部线1914和第二顶部线1916来表征;具有微结构的底部结构化表面1920,其中微结构具有第一面1922和第二面1924,并且通过第一底部线1926和第二底部线1928来表征。光学膜1900还可包括中间层1930。
图7的光学膜1900类似于图18的光学膜1802,不同的是微结构1912是通过第一顶部线1914和第二顶部线1916来表征,并且底部结构化表面1920的微结构具有两个面,这两个面为弧形或以其它方式弯曲并且通过第一底部线1926和第二底部线1928来表征。在一些实施方案中,顶部结构化表面1910的微结构可具有两个面,这两个面为弧形或以其它方式弯曲,如针对底部结构化表面1920的微结构所示和所述。顶部结构或底部结构的弯曲面可具有相同的曲率半径,或者它们可具有不同的曲率半径。在一些实施方案中,顶部结构或底部结构的弯曲面可具有相同的曲率中心,但在一些实施方案中,它们可具有不同的曲率中心。在一些实施方案中,它们可具有分段曲率或变化的曲率。在一些实施方案中,顶部结构化表面1910的每个微结构1912的每个面可具有介于20μm和40μm之间的曲率半径。在一些实施方案中,底部结构化表面1920的每个微结构的每个面可具有介于40μm和80μm之间或介于60μm和80μm之间的曲率半径。在一些实施方案中,在整个结构延伸方向上截取的结构的面的所有横截面的曲率中心可在一起考虑并称为曲率“轴线”。在一些实施方案中,具有分段曲率的面对于每个面可具有多个曲率轴线。在一些实施方案中,弯表面的曲率轴线不同。在一些实施方案中,每个弯曲面的每个曲率轴线不同。
在一些实施方案中,每个顶部结构和底部结构包括相对的弯曲的第一面和第二面,该弯曲的第一面和第二面具有不同的曲率轴线。
第一顶部线1914和第二顶部线1916是将微结构1912的基部的第一端部和第二端部的相交处与微结构的峰连接的线。在一些实施方案中,第一顶部线1914和第二顶部线1916可与其自身形成角,该角在约60度和120度的范围内。第一顶部线和第二顶部线可在其自身与微结构的基部之间形成角,该角可介于5度和60度之间,或介于35度和45度之间。线与基部之间的角对于两条顶部线可以相同或不同。
第一底部线1926和第二底部线1928类似地为将底部微结构的第一端部和第二端部的相交处(即,其中第一面1922和第二面1924与微结构的基部相交)与微结构的峰连接的线。第一底部线1926和第二底部线1928可在其自身之间形成60度至130度范围内的角。第一底部线和第二底部线可在其自身与微结构的基部之间形成角,该角可介于25度和88度之间,或介于55度和65度之间。线与基部之间的角对于两条底部线可以相同或不同。
在一些峰为倒圆的或弯曲的实施方案中,可优选地表征例如形成于第一底部线1926与第二底部线1928之间的角,不同的是第一底部线和第二底部线分别连接第一端部和第二端部,并且改为与其弯曲峰的相应侧相切延伸。在它们最终相交的点处形成的角可在50度和70度的范围内。在一些实施方案中,顶部微结构和底部微结构的峰的任何曲率半径小于该特定微结构的面或侧面中任一者(不包括峰)的曲率半径。
根据应用,特定几何特征具体而言是结构化表面的几何特征可能特别适合本文所述的光学膜。例如,在图7中,光学膜的顶部和底部上的每个结构可具有第一面和第二面,这些面在垂直于结构的线性范围的横截面视图中为不具有相同曲率中心的弧形。在一些实施方案中,结构以从例如峰到峰测得的特定间距间隔开。在一些实施方案中,顶部结构化表面的第一间距和底部结构化表面的第二间距介于10μm和100μm之间,或介于10μm和50μm之间。在一些实施方案中,顶部结构化表面或底部结构化表面中的任一者具有可变间距。在一些实施方案中,间距可相对于相应结构化表面上结构的每个面的曲率半径来表示。在一些实施方案中,结构化表面的结构的第一面和第二面的曲率半径对结构化表面的间距的比率介于0.8和10之间、1.5和20之间、1和3之间或2和5之间。在一些实施方案中,该比率对于顶部结构化表面可介于0.8和10之间,对于底部结构化表面介于1.5和20之间。在一些实施方案中,该比率对于顶部结构化表面可介于1和3之间,对于底部结构化表面介于2和5之间。在一些实施方案中,结构中至少一者的高度沿结构的线性范围变化。
实施例
边缘渐变漫射膜
渐变漫射膜按如下方法制备。使用具有110°顶角金刚石的雕刻机切割电镀圆柱形微复制工具,以围绕该工具的周边产生一组深度变化的六边形压痕。当金刚石切入工具较深时,工具的较多表面区域受到影响;当切割较浅时,工具的较少表面区域受到影响。工具上六边形压痕的前10mm最深。对于围绕周边的接下来13mm至约23mm,深度单调递减。对于从10mm至约17mm,深度按近似对应于三次样条的曲线减小。对于从约17mm至约23mm,深度线性变化直至继续围绕工具周边的恒定深度。通过这种方式形成多个平行的周向切口。
然后使用标准浇注并固化工艺在PET膜(约1密耳厚)上微复制工具上的结构。由较深凹槽产生的微结构高于由较浅凹槽产生的微结构,因为符合图案的微结构高度与工具结构相反,因此膜的正面具有10mm长的较高结构区段,后接在13mm的长度内高度逐渐减小的微结构,随后高度保持恒定的约95mm。
通过在整个工具区域上切割均匀的漫射结构,制成第二电镀微复制工具。然后由上述结构在PET膜的相对面上微复制这些结构。
这些第二均匀漫射结构也通过将它们微复制到单独的膜上并且使用HazeGardPlus雾度计(可购自马里兰州哥伦比亚的毕克-加特纳公司(BYK-Gardner,Columbia MD))测量雾度来表征。雾度为约95%。
雾度的表征
在“边缘渐变漫射膜”中所述的膜的均匀漫射顶部表面上涂覆折射率接近该顶部结构折射率的树脂,以便消除顶部表面对雾度的贡献。然后对所得的膜进行评估,以测定与膜底面的各个区段相关联的雾度。测量装置如图12A-12C所示。膜1210被定位在具有2mm狭缝1265的结构上,该狭缝通使用增强型镜面反射体(ESR)膜1268(可购自美国明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Co.,St.Paul MN))以遮蔽雾度计的部分1276中雾度计仪器的孔1277(具有约1英寸(2.54cm)的直径)的上部和下部而形成。该膜被取向成使得底部结构尺寸的渐变垂直于狭缝的边缘。在逐毫米测量雾度时,将膜在狭缝上分阶段移动。在图12A中,膜1210的边缘与狭缝1265的边缘对齐。在图12B中,膜1210已偏移约1mm的距离1283b,在图12C中,膜1210已偏移约2mm的距离1283c。使用HazeGard Plus雾度计测量位于狭缝上的膜区段的雾度。雾度计产生具有如图12A-12C所示方向1273的入射光。图13示出作为膜上位置的函数的雾度。膜的最左侧部分具有接近100%的雾度。随着微结构的高度从距离膜左侧边缘10mm处开始降低,雾度从接近100%降至小于10%。
热点对比度的测量
将图14A-14B所示的装置装配起来以测试“边缘渐变漫射膜”中所述的膜1210的LED热点的光学漫射。从可商购获得的侧光式智能电话上取下光导1404及柔性电路板1442上相关联的12个LED 1440的组。层1420包括两个如美国专利申请公开2013/0004728(Boyd等人)所述类型的正交棱镜膜,将该层放置到但不连接到膜的均匀漫射顶面,与该顶面相对的面具有尺寸变化的微结构。将所得的膜定位在光导上,具有尺寸变化的微结构的一面面向光导,并且取向成使得具有最大结构的边缘平行于且最接近LED 1440的行。附接到LED的柔性电路板1442部分地在光导上延伸。使用Prometric PM-1613F-1成像光度计1492(可购自英国米尔顿凯恩斯的Pro-Lite科技公司(Pro-Lite Technology,Milton Keynes UK))进行热点测量,该光度计被定位在光导上方约42cm处并且恰好处于其中柔性板终止的光导的区域1455。随着膜1210在整个其中柔性板终止的接合处上分段移动,逐毫米进行测量,每次测量一毫米。零位置如图14A所示,其中最靠近LED1440的膜1210的端部与层1420的端部对齐。图14B示出膜1210被移置距离1483b。在图15中,热点对比度(定义为每个单独测量的区域中亮度峰的幅值与亮度谷的幅值的比率)显示为距膜边缘的距离的函数。已发现,低于1.8的对比度值使具有此上部漫射膜和下部漫射膜组合的商业智能电话中的热点发生可接受的降低。
第一主表面的表征
按照WO 2014/081693(Pham等人)中所述制备结构化漫射膜。该结构化表面适于用作本说明书的漫射体的第一主表面。该表面通过原子力显微镜来表征,然后进行分析以测定表面倾斜度分布。该表面的互补累积倾斜度分布(FCC)如图16所示。互补的累积倾斜度分布函数在例如美国专利申请公开2012/0064296(Walker等人)中有述,该专利申请据以不与本说明书相冲突的程度以引用方式并入本文。对于x轴上的每个倾斜度值,y值指示大于该值的倾斜度的分数。
以下为本说明书的示例性实施方案的列表。
实施方案1为一种漫射体,该漫射体包括:相背对的第一主表面和第二主表面以及在第一主表面与第二主表面之间延伸的边缘,其中第一主表面包括提供基本上均匀的第一雾度的多个第一表面结构,第二主表面包括与边缘相邻的第一部分和与第一部分相邻且与边缘相对的第二部分,第一部分包括与边缘相邻的第一区域和位于第一区域与第二部分之间的第二区域,其中第二主表面包括多个在第二主表面的第二部分提供基本上均匀的第二雾度并且在第二主表面的第一部分提供第三雾度的第二表面结构,其中第三雾度沿位于第二主表面的第一部分与第二部分之间的连续边界基本上等于第二雾度,其中第一区域中的第三雾度大于第二雾度,并且第二区域中的第三雾度随着沿从边缘朝向连续边界的方向的距离单调递减,并且其中第二部分的表面积为第二主表面的表面积的至少90%。
实施方案2为实施方案1所述的漫射体,其中第一区域中的第三雾度与沿从第一边缘至连续边界的方向的距离基本上无关。
实施方案3为实施方案1所述的漫射体,其中第二区域具有至少1mm的宽度。
实施方案4为实施方案1所述的漫射体,其中第三雾度取决于沿正交于从第一边缘至连续边界的方向的平面内方向的距离。
实施方案5为实施方案1所述的漫射体,其中第三雾度与沿正交于从第一边缘至连续边界的方向的平面内方向的距离基本上无关。
实施方案6为实施方案1所述的漫射体,其中对于相隔不超过0.1mm的每个第一位置和第二位置对,第一位置处的第三雾度与第二位置处的第三雾度之间的差值小于10%。
实施方案7为实施方案1所述的漫射体,其中漫射体具有沿边缘的长度和在正交平面内方向上的宽度,并且其中第二部分的宽度为漫射体的宽度的至少90%,第一部分和第二部分以及第一区域和第二区域各自沿漫射体长度的至少90%延伸,第一区域紧邻边缘,第二区域紧邻第一区域,并且第二部分紧邻第二区域。
实施方案8为实施方案1所述的漫射体,其中多个第一表面结构包括被布置成使得相邻结构之间形成脊的密集堆积结构,该结构沿两个正交平面内方向的尺寸受限。
实施方案9为实施方案8所述的漫射体,其中第一主表面具有的形貌通过与相应的第一正交平面内方向和第二正交平面内方向相关联的第一傅里叶功率谱和第二傅里叶功率谱来表征,并且其中
就第一傅里叶功率谱包括一个或多个不对应于零频率并且由限定第一基线的两个相邻谷界定的第一频率峰而言,任何此类第一频率峰具有小于0.8的第一峰比率,该第一峰比率等于第一频率峰与第一基线之间的面积除以第一频率峰下方的面积;并且
就第二傅里叶功率谱包括一个或多个不对应于零频率并且由限定第二基线的两个相邻谷界定的第二频率峰而言,任何此类第二频率峰具有小于0.8的第二峰比率,该第二峰比率等于第二频率峰与第二基线之间的面积除以第二频率峰下方的面积。
实施方案10为实施方案9所述的漫射体,其中第一主表面通过平面图中每单位面积的脊总长度小于200mm/mm2来表征。
实施方案11为实施方案9所述的漫射体,其中密集堆积结构通过参考平面中的等效圆直径(ECD)和沿厚度方向的平均高度来表征,并且其中每个结构的纵横比等于该结构的平均高度除以该结构的ECD;并且其中该结构的平均纵横比小于0.15。
实施方案12为实施方案1所述的漫射体,其中第一雾度大于第二雾度。
实施方案13为实施方案1所述的漫射体,其中第一雾度在10%至100%的范围内。
实施方案14为实施方案13所述的漫射体,其中第一雾度在70%至100%的范围内。
实施方案15为实施方案1所述的漫射体,其中第二雾度在约0.5%至约95%的范围内。
实施方案16为实施方案1所述的漫射体,其中第二雾度在约1%至约70%的范围内。
实施方案17为实施方案1所述的漫射体,其中第三雾度具有至少60%的最大值。
实施方案18为实施方案1所述的漫射体,其中第一雾度大于第二雾度并且第三雾度具有大于第一雾度的最大值。
实施方案19为实施方案18所述的漫射体,其中第一雾度比第二雾度大至少2%并且最大值比第一雾度大至少2%。
实施方案20为实施方案18所述的漫射体,其中第一雾度比第二雾度大至少10%并且最大值比第一雾度大至少10%。
实施方案21为实施方案1所述的漫射体,其中第二主表面的第二部分的不超过约10%具有大于约40度的倾斜度大小。
实施方案22为实施方案1所述的漫射体,其中第二主表面的第二部分的不超过约10%具有大于约30度的倾斜度大小。
实施方案23为实施方案1所述的漫射体,其中第二主表面的第二部分的不超过约7%具有大于约30度的倾斜度大小。
实施方案24为实施方案1所述的漫射体,其中第二主表面的第二部分的不超过约7%具有大于约20度的倾斜度大小。
实施方案25为实施方案1所述的漫射体,其中第二主表面的第二部分的不超过约7%具有大于约10度的倾斜度大小。
实施方案26为实施方案1所述的漫射体,其中第二主表面的第二部分的不超过约85%具有大于约10度的倾斜度大小。
实施方案27为实施方案1所述的漫射体,其中第二主表面的第二部分的不超过约80%具有大于约10度的倾斜度大小。
实施方案28为实施方案21至27中任一项所述的漫射体,其中第二主表面的第二部分的至少50%具有大于约1度的倾斜度大小。
实施方案29为实施方案21至27中任一项所述的漫射体,其中第二主表面的第二部分的至少约80%具有大于约1度的倾斜度大小。
实施方案30为实施方案21至27中任一项所述的漫射体,其中第二主表面的第二部分的至少约85%具有大于约1度的倾斜度大小。
实施方案31为实施方案21至27中任一项所述的漫射体,其中第二主表面的第二部分的至少约90%具有大于约1度的倾斜度大小。
实施方案32为实施方案1的漫射体,其中第二主表面的第一部分的第二区域具有随着沿从第一边缘至连续边界的方向的距离基本上连续变化的倾斜度分布。
实施方案33为实施方案1的漫射体,其中第二主表面的第一部分或第二主表面的第二部分中的至少一个区域具有第一表面角度分布和第二表面角度分布,第一表面角度分布在第一方向上具有第一半峰半宽(HWHM),第二表面角度分布在不同于第一方向的第二方向上具有第二HWHM,其中第一HWHM不同于第二HWHM。
实施方案34为实施方案33所述的漫射体,其中第一HWHM对第二HWHM的比率大于1.1且小于约10。
实施方案35为实施方案1的漫射体,其中第二主表面包括具有幅值分布和间距分布的表面结构,其中幅值分布和间距分布中的至少一者在第二主表面的第一部分的第二区域中变化,并且幅值分布和间距分布中各自在第二主表面的整个第二部分上为基本上均匀的。
实施方案36为一种显示器,包括:
具有输入边缘和输出主表面的光导;以及
靠近光导设置的根据实施方案1所述的漫射体,其中漫射体的第二主表面面向光导的输出主表面并且漫射体的边缘与光导的输入边缘相邻。
实施方案37为一种制备根据实施方案1所述的漫射体的方法,包括:
提供具有第一结构化表面的第一微复制工具;
提供具有相背对的第一面和第二面的基底;以及
使用第一微复制工具在基底的第一面上形成漫射体的第一主表面,
其中提供第一微复制工具的步骤包括:
通过使用第一电镀工艺电沉积金属以形成第一金属层,从而导致第一层的第一主表面具有第一平均粗糙度;以及
通过使用第二电镀工艺将金属电沉积在第一主表面上以在第一层的第一主表面上形成第二金属层,导致第二层的第二主表面具有小于第一平均粗糙度的第二平均粗糙度。
实施方案38为实施方案37所述的方法,还包括通过利用第二微复制工具胶版印刷、喷墨印刷和浇注并固化中的一种或多种在基底的第二面上形成漫射体的第二主表面的步骤。
实施方案39为实施方案38所述的方法,其中形成漫射体的第二主表面的步骤包括胶版印刷或喷墨印刷透明树脂或含珠树脂。
实施方案40为实施方案38所述的方法,其中形成漫射体的第二主表面的步骤包括利用第二微复制工具浇注并固化,该方法还包括使用切割系统将结构切割到预成形工具的表面中来制备第二微复制工具的步骤。
实施方案41为一种制备漫射体的方法,包括:
提供具有第一结构化表面的第一微复制工具,该第一结构化表面具有基本上均匀的表面结构分布;
提供具有相背对的第一主表面和第二主表面的基底;
使用第一微复制工具使基底的第一主表面结构化;
提供具有第二结构化表面的第二微复制工具,该第二结构化表面的表面结构分布在第二结构化表面的第一部分的区域变化但在第二结构化表面的第二部分是基本上均匀的,并且其中第二部分的表面积为第二结构化表面的表面积的至少90%;
使用第二微复制工具使基底的第二主表面结构化;
其中提供第一微复制工具的步骤包括:
通过使用第一电镀工艺电沉积金属以形成第一金属层,从而导致第一层的第一主表面具有第一平均粗糙度;以及
通过使用第二电镀工艺将金属电沉积在第一主表面上以在第一层的第一主表面上形成第二金属层,从而导致第二层的第二主表面具有小于第一平均粗糙度的第二平均粗糙度;并且
其中提供第二微复制工具的步骤包括使用切割系统将结构切入到预成形工具的表面中。
实施方案42为实施方案41所述的方法,其中使用第一微复制工具使基底的第一主表面结构化包括利用第一微复制工具浇注并固化树脂。
实施方案43为实施方案41所述的方法,其中使用第二微复制工具使基底的第二主表面结构化包括利用第二微复制工具浇注并固化树脂。
实施方案44为实施方案41所述的方法,其中第二结构化表面的第一部分或第二结构化表面的第二部分中的至少一个区域具有第一表面角度分布和第二表面角度分布,第一表面角度分布在第一方向上具有第一半峰半宽(HWHM),第二表面角度分布在不同于第一方向的第二方向上具有第二HWHM,其中第一HWHM不同于第二HWHM。
实施方案45为一种光学叠堆体,包括:
光学膜,包括:
结构化顶部表面,该结构化顶部表面包括沿第一方向线性延伸的多个基本平行顶部结构;以及
结构化底部表面,该结构化底部表面包括沿不同于第一方向的第二方向线性延伸的多个基本平行底部结构,每个顶部结构和底部结构包括相对的第一弯曲面和第二弯曲面,这些弯曲面从结构的基部的相应相对第一端部和第二端部延伸并在结构的峰处相接;以及
与光学膜基本同等延伸的光学漫射体,包括:
结构化顶部表面,该结构化顶部表面面向光学膜的结构化底部表面并且在整个结构化顶部表面上具有基本上均匀的第一光学雾度;以及
结构化底部表面,该结构化底部表面具有沿结构化底部表面的第一边缘的第一部分以及从第一部分延伸至结构化底部表面的相对第二边缘的第二部分,第二部分在第二部分具有基本上均匀的第二光学雾度,第一部分中的至少一些区域具有不小于第一光学雾度的第三光学雾度,第二光学雾度小于第一光学雾度。
实施方案46为实施方案45所述的光学叠堆体,其中光学膜和光学漫射体沿其对应的边缘粘结在一起以在光学膜与光学漫射体之间形成气隙。
实施方案47为实施方案45所述的光学叠堆体,其中结构化顶部表面和结构化底部表面中的每一者包括多个基本上随机布置的结构。
实施方案48为实施方案45所述的光学叠堆体,其中第一光学雾度大于约70%,第二光学雾度大于约95%,第三光学雾度小于约70%。
实施方案49为一种背光源,包括:
光源;
具有靠近光源的输入表面与输出表面的光导;
设置在光导上的光学漫射体,包括:
结构化顶部表面,该结构化顶部表面在结构化顶部表面上具有基本上均匀的第一光学雾度;以及
结构化底部表面,该结构化底部表面面向光导的输出表面,并且具有沿结构化底部表面的第一边缘靠近光导输入表面的第一部分以及从第一部分延伸至结构化底部表面的相对第二边缘的第二部分,第二部分在第二部分具有基本上均匀的第二光学雾度,第一部分中的至少一些区域具有不小于第一光学雾度的第三光学雾度,第二光学雾度不同于第一光学雾度;以及
设置在光学漫射体上的光学膜,包括:
第一结构化表面,该第一结构化表面包括多个面向光学漫射体的结构化顶部表面的基本线性平行第一结构;
第二结构化表面,该第二结构化表面包括多个背向光学漫射体的结构化顶部表面的基本线性平行第二结构,每个第一结构和第二结构包括相对的弯曲的第一面和第二面,该弯曲的第一面和第二面具有不同的曲率轴线。
虽然本文已经举例说明并描述了具体实施方案,但本领域的普通技术人员将会知道,在不脱离本公开的范围的情况下,可用多种另选和/或等同形式的具体实施来代替所示出的和所描述的具体实施方案。本申请旨在涵盖本文所讨论的具体实施方案的任何改型或变型。因此,本公开旨在仅受权利要求及其等同形式的限制。
Claims (18)
1.一种漫射体,包括:相背对的第一主表面和第二主表面以及在所述第一主表面与所述第二主表面之间延伸的边缘,其中所述第一主表面包括提供基本上均匀的第一雾度的多个第一表面结构,其特征在于,所述第二主表面包括与所述边缘相邻的第一部分和与所述第一部分相邻且与所述边缘相对的第二部分,所述第一部分包括与所述边缘相邻的第一区域和位于所述第一区域与所述第二部分之间的第二区域,其中所述第二主表面包括在所述第二主表面的所述第二部分上提供基本上均匀的第二雾度并且在所述第二主表面的所述第一部分中提供第三雾度的多个第二表面结构,其中所述第三雾度沿位于所述第二主表面的所述第一部分与所述第二部分之间的连续边界基本上等于所述第二雾度,其中所述第一区域中的所述第三雾度高于所述第二雾度,并且所述第二区域中的所述第三雾度随着沿从所述边缘朝向所述连续边界的方向的距离单调递减,并且其中所述第二部分的表面积为所述第二主表面的表面积的至少90%。
2.根据权利要求1所述的漫射体,其中所述漫射体具有沿所述边缘的长度和在正交平面内方向上的宽度,并且其中所述第二部分的宽度为所述漫射体的所述宽度的至少90%,所述第一部分和所述第二部分以及所述第一区域和所述第二区域中的每一者沿所述漫射体的所述长度的至少90%延伸,所述第一区域紧邻所述边缘,所述第二区域紧邻所述第一区域,并且所述第二部分紧邻所述第二区域。
3.根据权利要求1所述的漫射体,其中所述多个第一表面结构包括密集堆积结构,所述密集堆积结构被布置成使得脊形成在相邻结构之间,所述结构沿两个正交平面内方向的尺寸受限。
4.根据权利要求3所述的漫射体,其中所述第一主表面的形貌通过与相应的第一正交平面内方向和第二正交平面内方向相关联的第一傅里叶功率谱和第二傅里叶功率谱来表征,并且其中
就所述第一傅里叶功率谱包括不对应于零频率并且由限定第一基线的两个相邻谷界定的一个或多个第一频率峰而言,任何此类第一频率峰具有小于0.8的第一峰比率,所述第一峰比率等于所述第一频率峰与所述第一基线之间的面积除以所述第一频率峰下方的面积;并且
就所述第二傅里叶功率谱包括不对应于零频率并且由限定第二基线的两个相邻谷界定的一个或多个第二频率峰而言,任何此类第二频率峰具有小于0.8的第二峰比率,所述第二峰比率等于所述第二频率峰与所述第二基线之间的面积除以所述第二频率峰下方的面积。
5.根据权利要求4所述的漫射体,其中所述第一主表面通过平面图中每单位面积的脊总长度小于200mm/mm2来表征。
6.根据权利要求4所述的漫射体,其中所述密集堆积结构通过参考平面中的等效圆直径(ECD)和沿厚度方向的平均高度来表征,并且其中每个结构的纵横比等于所述结构的所述平均高度除以所述结构的所述ECD;并且其中所述结构的平均纵横比小于0.15。
7.根据权利要求1所述的漫射体,其中所述第三雾度具有至少60%的最大值。
8.根据权利要求1所述的漫射体,其中所述第一雾度大于所述第二雾度,并且所述第三雾度具有大于所述第一雾度的最大值。
9.根据权利要求1所述的漫射体,其中所述第二主表面的所述第二部分的不超过约10%具有大于约40度的倾斜度大小。
10.根据权利要求1所述的漫射体,其中所述第二主表面的所述第一部分的所述第二区域具有随着沿从所述边缘朝向所述连续边界的方向的距离基本上连续变化的倾斜度分布。
11.根据权利要求1所述的漫射体,其中所述第二主表面的所述第一部分或所述第二主表面的所述第二部分中的至少一个区域具有第一表面角度分布和第二表面角度分布,所述第一表面角度分布在第一方向上具有第一半峰半宽(HWHM),所述第二表面角度分布在不同于所述第一方向的第二方向上具有第二HWHM,其中所述第一HWHM不同于所述第二HWHM。
12.根据权利要求1所述的漫射体,其中所述第二主表面包括具有幅值分布和间距分布的表面结构,其中所述幅值分布和所述间距分布中的至少一者在所述第二主表面的所述第一部分的所述第二区域中变化,并且所述幅值分布和所述间距分布中的每一者在所述第二主表面的整个所述第二部分中为基本上均匀的。
13.一种显示器,包括:
光导,所述光导具有输入边缘和输出主表面;和
根据权利要求1所述的漫射体,所述漫射体靠近所述光导设置,其中所述漫射体的所述第二主表面面向所述光导的所述输出主表面,并且其中所述漫射体的所述边缘与所述光导的所述输入边缘相邻。
14.一种制备根据权利要求1所述的漫射体的方法,包括:
提供具有第一结构化表面的第一微复制工具;
提供具有相背对的第一面和第二面的基底;以及
使用所述第一微复制工具在所述基底的所述第一面上形成所述漫射体的所述第一主表面,
其中提供所述第一微复制工具的所述步骤包括:
通过使用第一电镀工艺电沉积金属来形成第一金属层,从而导致第一层的第一主表面具有第一平均粗糙度;以及
通过使用第二电镀工艺将所述金属电沉积在所述第一主表面上来在所述第一层的所述第一主表面上形成第二金属层,从而导致第二层的第二主表面的第二平均粗糙度小于所述第一平均粗糙度。
15.一种制备漫射体的方法,包括:
提供具有第一结构化表面的第一微复制工具,所述第一结构化表面具有基本上均匀的表面结构分布;
提供具有相背对的第一主表面和第二主表面的基底;
使用所述第一微复制工具将所述基底的所述第一主表面结构化;
提供具有第二结构化表面的第二微复制工具,所述第二结构化表面的表面结构分布在所述第二结构化表面的第一部分的区域中变化但在所述第二结构化表面的与所述第一部分相邻的第二部分上为基本上均匀的,并且其中所述第二部分的表面积为所述第二结构化表面的表面积的至少90%;
使用所述第二微复制工具将所述基底的所述第二主表面结构化;
其中提供所述第一微复制工具的所述步骤包括:
通过使用第一电镀工艺电沉积金属来形成第一金属层,从而导致第一层的第一主表面具有第一平均粗糙度;以及
通过使用第二电镀工艺将所述金属电沉积在所述第一主表面上来在所述第一层的所述第一主表面上形成第二金属层,从而导致第二层的第二主表面的第二平均粗糙度小于所述第一平均粗糙度;并且
其中提供所述第二微复制工具的所述步骤包括使用切割系统将结构切入到预成形工具的表面中。
16.一种光学叠堆体,包括:
光学膜,所述光学膜包括:
结构化顶部表面,所述结构化顶部表面包括沿第一方向线性延伸的多个基本平行顶部结构;和
结构化底部表面,所述结构化底部表面包括沿不同于所述第一方向的第二方向线性延伸的多个基本平行底部结构,每个顶部结构和底部结构包括相对的第一弯曲面和第二弯曲面,所述第一弯曲面和所述第二弯曲面从所述结构的基部的相应相对的第一端部和第二端部延伸并在所述结构的峰处相接;和
光学漫射体,所述光学漫射体与所述光学膜基本上同等延伸并且包括:
结构化顶部表面,所述结构化顶部表面面向所述光学膜的所述结构化底部表面并且在整个所述结构化顶部表面上具有基本上均匀的第一光学雾度;和
结构化底部表面,所述结构化底部表面具有沿所述结构化底部表面的第一边缘的第一部分以及从所述第一部分延伸至所述结构化底部表面的相对第二边缘的第二部分,所述第二部分在整个所述第二部分上具有基本上均匀的第二光学雾度,所述第一部分中的至少一些区域具有不小于所述第一光学雾度的第三光学雾度,所述第二光学雾度小于所述第一光学雾度。
17.根据权利要求16所述的光学叠堆体,其中所述光学膜和所述光学漫射体沿其对应的边缘粘结在一起,以在所述光学膜与所述光学漫射体之间形成气隙。
18.一种背光源,包括:
光源;
光导,所述光导具有靠近所述光源的输入表面以及输出表面;
光学漫射体,所述光学漫射体设置在所述光导上并且包括:
结构化顶部表面,所述结构化顶部表面在整个所述结构化顶部表面上具有基本上均匀的第一光学雾度;和
结构化底部表面,所述结构化底部表面面向所述光导的所述输出表面,并且具有沿所述结构化底部表面的第一边缘靠近所述光导的所述输入表面的第一部分以及从所述第一部分延伸至所述结构化底部表面的相对第二边缘的第二部分,所述第二部分在整个所述第二部分上具有基本上均匀的第二光学雾度,所述第一部分中的至少一些区域具有不小于所述第一光学雾度的第三光学雾度,所述第二光学雾度不同于所述第一光学雾度;和
光学膜,所述光学膜设置在所述光学漫射体上并且包括:
第一结构化表面,所述第一结构化表面包括面向所述光学漫射体的所述结构化顶部表面的多个基本线性平行第一结构;
第二结构化表面,所述第二结构化表面包括背向所述光学漫射体的所述结构化顶部表面的多个基本线性平行第二结构,每个第一结构和第二结构包括相背对的弯曲的第一面和第二面,所述弯曲的第一面和第二面具有不同的曲率轴线。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201562152503P | 2015-04-24 | 2015-04-24 | |
US62/152,503 | 2015-04-24 | ||
PCT/US2016/027427 WO2016171981A1 (en) | 2015-04-24 | 2016-04-14 | Graded diffuser |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107533189A CN107533189A (zh) | 2018-01-02 |
CN107533189B true CN107533189B (zh) | 2019-12-10 |
Family
ID=57143388
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201680023263.1A Expired - Fee Related CN107533189B (zh) | 2015-04-24 | 2016-04-14 | 渐变漫射体 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10698138B2 (zh) |
EP (1) | EP3286585A4 (zh) |
JP (1) | JP6885877B2 (zh) |
KR (1) | KR20170139615A (zh) |
CN (1) | CN107533189B (zh) |
TW (1) | TW201706632A (zh) |
WO (1) | WO2016171981A1 (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7169274B2 (ja) * | 2016-11-18 | 2022-11-10 | コーニング インコーポレイテッド | 微細構造を有する導光板、およびそれを含む装置 |
CN110140009B (zh) * | 2016-12-29 | 2022-02-25 | 康宁股份有限公司 | 微结构化和图案化光导板及包含该光导板的装置 |
CN115202111A (zh) * | 2018-10-16 | 2022-10-18 | 群创光电股份有限公司 | 显示装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102460231A (zh) * | 2009-06-02 | 2012-05-16 | 3M创新有限公司 | 光重新定向膜和使用此膜的显示器 |
CN102798908A (zh) * | 2012-07-19 | 2012-11-28 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种扩散板、直下式背光模组及显示装置 |
WO2014081693A1 (en) * | 2012-11-21 | 2014-05-30 | 3M Innovative Properties Company | Optical diffusing films and methods of making same |
CN107430218A (zh) * | 2015-03-05 | 2017-12-01 | 3M创新有限公司 | 具有可切换漫射体的光学系统 |
Family Cites Families (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100302479A1 (en) | 1996-03-21 | 2010-12-02 | Aronson Joseph T | Optical article |
JPH10170919A (ja) | 1996-12-06 | 1998-06-26 | Alps Electric Co Ltd | 液晶表示装置 |
US6733147B2 (en) | 2000-09-07 | 2004-05-11 | San Zhuang Wang | Backlighting system for displays |
JP2002323607A (ja) | 2001-04-24 | 2002-11-08 | Enplas Corp | 光制御シート、面光源装置及び画像表示装置 |
WO2003044572A1 (fr) * | 2001-11-22 | 2003-05-30 | Takiron Co., Ltd. | Plaque diffuseur de lumiere |
US6846098B2 (en) | 2002-05-16 | 2005-01-25 | Eastman Kodak Company | Light diffuser with variable diffusion |
US20030214719A1 (en) * | 2002-05-16 | 2003-11-20 | Eastman Kodak Company | Light diffuser containing perimeter light director |
US6900941B2 (en) | 2002-05-16 | 2005-05-31 | Eastman Kodak Company | Light diffuser with colored variable diffusion |
JP2004253335A (ja) * | 2003-02-21 | 2004-09-09 | Kawaguchiko Seimitsu Co Ltd | バックライト装置 |
US7303322B2 (en) | 2003-12-23 | 2007-12-04 | 3M Innovative Properties Company | Multiple lightguide backlight |
US7106517B2 (en) * | 2003-12-31 | 2006-09-12 | General Electric Company | Display optical films |
TW200600919A (en) * | 2004-06-22 | 2006-01-01 | Samsung Electronics Co Ltd | Optical film, backlight assembly and liquid crystal display device having the same |
TW200615655A (en) * | 2004-11-10 | 2006-05-16 | Coretronic Corp | Diffuser of backlight module |
JP4125714B2 (ja) | 2004-12-14 | 2008-07-30 | Nec液晶テクノロジー株式会社 | 導光板及びバックライト |
US20060290253A1 (en) * | 2005-06-23 | 2006-12-28 | Fusion Optix, Inc. | Enhanced Diffusing Plates, Films and Backlights |
TW200804931A (en) | 2006-07-14 | 2008-01-16 | Glory Sun Opto Electronics Corp | Optical diffusing sheet and backlight module |
US20080111947A1 (en) | 2006-11-15 | 2008-05-15 | 3M Innovative Properties Company | Back-lit displays with high illumination uniformity |
TWI467283B (zh) | 2007-05-20 | 2015-01-01 | 3M Innovative Properties Co | 具有半反射鏡組件之再循環背光 |
WO2009102733A2 (en) * | 2008-02-12 | 2009-08-20 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Integrated front light diffuser for reflective displays |
JP2010015129A (ja) * | 2008-06-05 | 2010-01-21 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 直下型バックライト用帯電防止性光拡散板 |
JP4531117B2 (ja) * | 2008-07-04 | 2010-08-25 | 三井化学株式会社 | 偏光性拡散フィルムの製造方法および偏光性拡散フィルムを含む液晶表示装置の製造方法 |
CN102460225B (zh) | 2009-06-02 | 2014-10-22 | 3M创新有限公司 | 包括微结构化表面的防眩膜 |
JP2011014412A (ja) | 2009-07-02 | 2011-01-20 | Seiko Instruments Inc | 照明装置及びこれを用いた表示装置 |
US8888333B2 (en) * | 2009-08-25 | 2014-11-18 | 3M Innovative Properties Company | Light redirecting film and display system incorporating same |
JP5824033B2 (ja) | 2010-04-12 | 2015-11-25 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 光学積層体及びライトガイド |
JP2012190582A (ja) | 2011-03-09 | 2012-10-04 | Toppan Printing Co Ltd | 照明ユニットおよび照明装置ならびに表示装置 |
US20120268964A1 (en) * | 2011-04-20 | 2012-10-25 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Diffuser film with controlled light collimation |
JP6348039B2 (ja) | 2014-09-26 | 2018-06-27 | シャープ株式会社 | 照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置 |
KR20170139623A (ko) | 2015-04-24 | 2017-12-19 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | 광학 필름 |
-
2016
- 2016-04-14 EP EP16783620.4A patent/EP3286585A4/en not_active Withdrawn
- 2016-04-14 KR KR1020177033657A patent/KR20170139615A/ko unknown
- 2016-04-14 CN CN201680023263.1A patent/CN107533189B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2016-04-14 JP JP2017555230A patent/JP6885877B2/ja active Active
- 2016-04-14 US US15/568,832 patent/US10698138B2/en active Active
- 2016-04-14 WO PCT/US2016/027427 patent/WO2016171981A1/en active Application Filing
- 2016-04-22 TW TW105112674A patent/TW201706632A/zh unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102460231A (zh) * | 2009-06-02 | 2012-05-16 | 3M创新有限公司 | 光重新定向膜和使用此膜的显示器 |
CN102798908A (zh) * | 2012-07-19 | 2012-11-28 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种扩散板、直下式背光模组及显示装置 |
WO2014081693A1 (en) * | 2012-11-21 | 2014-05-30 | 3M Innovative Properties Company | Optical diffusing films and methods of making same |
CN107430218A (zh) * | 2015-03-05 | 2017-12-01 | 3M创新有限公司 | 具有可切换漫射体的光学系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3286585A1 (en) | 2018-02-28 |
CN107533189A (zh) | 2018-01-02 |
TW201706632A (zh) | 2017-02-16 |
EP3286585A4 (en) | 2019-03-20 |
KR20170139615A (ko) | 2017-12-19 |
US10698138B2 (en) | 2020-06-30 |
WO2016171981A1 (en) | 2016-10-27 |
JP6885877B2 (ja) | 2021-06-16 |
US20180217300A1 (en) | 2018-08-02 |
JP2018521335A (ja) | 2018-08-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6796574B2 (ja) | 光学フィルム積層体 | |
KR102008564B1 (ko) | 광 방향 전환 필름 및 이를 포함하는 디스플레이 시스템 | |
JP5823958B2 (ja) | 光再偏向フィルム及び該フィルムを使用したディスプレイ | |
TWI628469B (zh) | 製造結構化表面之方法及使用彼製得之微複製工具 | |
CN107533188B (zh) | 光学膜 | |
KR20060115755A (ko) | 스크래치 방지 광 유도 필름 | |
US20150205139A1 (en) | Decorative Film Articles Utilizing Fresnel Lens Films | |
WO2008121119A1 (en) | Luminance enhancement optical substrates with optical defect masking structures | |
CN107533189B (zh) | 渐变漫射体 | |
WO2018129068A1 (en) | Light control film with turning film and lenticular diffuser for view enhancement in the horizontal plane | |
JP7292253B2 (ja) | ファセット化された微細構造化表面 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20191210 |